Внутреннее ядро Земли может быть наполнено необычной формой водорода — иследование

Возможно, этот суперионный водород влияет на магнитное поле планеты.

Внутреннее ядро Земли может содержать значительные запасы суперионного водорода, возникающего при экстремально высоких температуре и давлении. Ученые пришли к такому выводу после моделирования поведения железоводородных сплавов в условиях центра планеты.

В суперионном состоянии атомы водорода свободно перемещаются сквозь кристаллическую решетку железа, словно частицы жидкости. При этом само вещество сохраняет твердую структуру и способно проводить электрический ток. На поверхности Земли подобные условия не встречаются.

Ученые рассмотрели две возможные структуры железа в ядре Земли: гексагональную HCP и кубическую BCC. Расчеты показали, что HCP-фаза обладает большей термодинамической устойчивостью и, вероятнее всего, преобладает во внутреннем ядре.

Моделирование также выявило неравномерное распределение водорода: его концентрация резко снижается по мере движения от границы внутреннего ядра к центру Земли. В результате суперионный водород может перемещаться к внешней части внутреннего ядра, терять необычные свойства и переходить в жидкий слой.

Это означает, что обмен водородом между внутренним и внешним ядром продолжается не только во время кристаллизации вещества. Элемент может постоянно перераспределяться по мере роста внутреннего ядра, скорость которого оценивается примерно в 1 миллиметр за год.

Предполагается, что движение водорода и других легких элементов внутри Земли способно создавать химическую плавучесть, один из источников энергии для геодинамо, поддерживающего магнитное поле планеты.