Нечто странное скрывается в недрах планет класса суперземля: что обнаружили ученые

Глубоко внутри каменистых планет, масса которых в 1-10 раз больше массы Земли, известных как суперземли, высокое давление может приводить к тому, что известные нам минералы принимают форму, которая редко встречается на нашей планете. Более глубокое понимание условий в недрах таких миров может помочь планетологам узнать больше о том, как эволюционируют каменистые планеты. Исследование опубликовано в журнале AGU Advances, пишет Phys.

Авторы исследования пришли к выводу, что в недрах планет класса суперземля при высоком давлении обмарается минерал ортосиликат магния, или Mg2SiO4, который является одним из основных строительных блоков каменистых планет. По мере увеличения давления глубоко внутри планеты образуется одна из форм этого минерала: шпинельная фаза и ее можно обнаружить в мантии Земли. При еще более высоком давлении образуется самый распространенный минерал на Земле — бриджманит (это силикат магния и железа, составляющий большую часть объема нижней мантии Земли), а также ферропериклаз – минерал из глубокой части мантии Земли, представляющий собой оксид магния и железа.

Ученые считают, что при более экстремальном давлении внутри массивных каменистых планет, Mg2SiO4 имеет постшпинельную фазу. Эта фаза данного минерала является одной из доминирующих в нижней мантии планет класса суперземля, как показывает исследование.

Воссоздать условия в недрах массивных каменистых планет с высокой температурой и огромным давлением очень сложно, поэтому ученые применили вычислительный подход. Они использовали метод термодинамического интегрирования для изучения плавления постшпинельной фазы Mg2SiO4 при давлениях до 1300 гигапаскалей.

Исследование показало, что минерал в таком состоянии может выдержать очень высокие температуры до того, как расплавиться: примерно от 9000 до 14 000 градусов Цельсия. Даже после добавления умеренного количества железа, что вероятно в той или иной степени происходит на большинстве массивных каменистых планет, Mg2SiO4 оставался в твердом состоянии.

Поэтому ученые считают, что многие суперземли, вероятно, имеют твердые нижние мантии рядом с ядром, что имеет большое значение для создания глобального магнитного поля. Оно важно для защиты планеты от вредного космического излучения. Если на такой каменистой планете есть условия, необходимые для жизни, то магнитное поле может помочь ей эволюционировать.

Но данное исследование было направлено на изучение эволюции каменистых планет класса суперземля, которые могут иметь похожую внутреннюю структуру, как и наша планета.

Другие новости науки

• Знаменитое сердце Плутона выпускает жидкость: что происходит на карликовой планете.
• Впервые в истории марсоход NASA увидел с поверхности Марса, как исчезает в небе Земля.