У ядрі Землі ховається елемент не з нашого світу: що виявили фізики

Хоча ядро Землі здебільшого складається із заліза, воно також може містити первинний гелій, який утворився одразу після Великого вибуху. Зазвичай гелій складно зв'язується з важкими елементами, але фізикам вдалося зв'язати цей інертний газ із залізом під впливом високої температури і тиску. Виявлення того, що гелій може з'єднуватися із залізом в екстремальних умовах, означає, що в ядрі Землі може перебувати цілий резервуар із гелію, який є другим за поширеністю хімічним елементом у Всесвіті. Дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters, пише Popular Mechanics.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Надра Землі приховують ще дуже багато таємниць, які намагаються розгадати вчені. Це стосується і ядра нашої планети, яке неможливо побачити безпосередньо, а тому всі дослідження дають лише непрямі докази тих чи інших його особливостей. Відомо, що ядро Землі складається з двох частин: розплавленого зовнішнього ядра, що складається з рідкого заліза і нікелю, а також із твердого внутрішнього залізного ядра.

Відомо, що ядро Землі не таке щільне, як залізо, а тому з'явилася теорія, що воно може складатися також із легших хімічних елементів, таких як вуглець і кремній. Тепер же фізики вважають, що в ядрі Землі може також перебувати і ще легший хімічний елемент — гелій. Якщо точніше, то там може перебувати первинний гелій, який зв'язався з частиною заліза в ядрі, коли Земля ще формувалася понад 4 млрд років тому. Але гелій, який є інертним газом, погано зв'язується з важкими хімічними елементами, особливо із залізом. Але експеримент фізиків показав, що це не так.

На Землі гелій представлений у вигляді двох ізотопів: гелій-4 і гелій-3. Але первинний гелій, або гелій-3, не виникає на нашій планеті, адже вважається, що він утворився одразу після Великого вибуху, а потім поширився космосом.

Після водню, найпоширенішим хімічним елементом у Всесвіті є гелій, і він становить більшу частину маси в протопланетних дисках, де народжуються планети. У такому ж диску сформувалася і Земля. Фізики вважають, що під час формування нашої планети більша частина гелію-3 могла бути ізольована в ядрі Землі внаслідок хімічних реакцій у магматичному океані, що покриває нашу планету.

З огляду на те, що минулі дослідження показали, що вулкани вивергають магму з великою кількістю гелію-3, фізики вирішили з'ясувати, чи може в зовнішньому ядрі Землі перебувати цілий резервуар цього елемента. Щоб імітувати екстремальне тепло і тиск зовнішнього ядра, фізики помістили залізо і гелій-3 в алмазну комірку і нагріли ці елементи до 2700 градусів Цельсія. При цьому елементи зазнали тиску в 55 гігапаскалів. Після цього вчені заморозили зразок отриманого з'єднання, щоб вивчити його зблизька і запобігти витоку гелію.

Перед експериментом фізики передбачили, що якщо залізо і гелій зіллються, вони виявлять атоми гелію, впроваджені в кристалічну структуру заліза. І справді, вчені виявили, що атоми гелію знаходяться між атомами заліза в гратчастій структурі. Залізо містило до 3% відсотка гелію, а це показує, що інертний газ може зв'язатися із залізом під дією сильного тепла і тиску.

За словами фізиків, отриманий результат вказує на те, що в ядрі Землі може бути прихований резервуар первинного гелію, створеного не в нашому світі.

Як уже писав Фокус, відкриття біля галактики Андромеди поставило астрономів у глухий кут. Несподіванкою стало те, що вчені виявили дивне розташування галактик-супутників найближчої великої галактики, що поки не піддається поясненню.

Також Фокус писав про те, що найпотужніша океанічна течія у світі сповільнюється і це призведе до великих проблем на нашій планеті. Антарктична циркумполярна течія допомагає контролювати клімат, включно з розподілом тепла, вуглекислого газу і поживних речовин в океанах.