Новини України

Підбірка новин з українських джерел
247ua

247uaдень тому вНаука

0
Ядро Землі вивільняє різноманітні матеріали, які були захоплені з моменту народження нашої планети

Ядро Землі вивільняє різноманітні матеріали, які були захоплені з моменту народження нашої планети

На ранній Землі існувала важка металева оболонка: розплавлена куля, покрита глобальним океаном лави, що вивергала отруйні гази, поки її обстрілювали палаючі космічні камені. Протягом наступних 4,5 мільярдів років планета трохи заспокоїлася, що дозволило з'явитися людям, лемуром та іншим.

Однак наше ядро постійно відправляє хімічні повідомлення через свої шари, включаючи елементи, які були захоплені під час його народження. Це включає водень, який був витягнутий з величезної хмари газу та пилу, що сформувала Сонце, і продовжує просочуватися з ядра, перетворюючись на воду в мантії та корі.

Команда геологів з Університету науки і технологій Китаю в Хефеї вирішила дослідити давнє питання: чи є хімічні відмінності в глибокій мантії залишками кристалізації нашої планети з магматичної кулі, чи це свідчить про обмін хімічними елементами між ядром і мантією протягом часу?

У дослідженні, опублікованому в Science Advances, дослідники використовували моделі, підсилені машинним навчанням, щоб дослідити квантову дію молекул і атомів. Це дозволило їм проаналізувати транспортування водню в середині Землі, оскільки водень є особливо легким атомом.

Вони перевірили співвідношення дейтерію до водню, щоб визначити, чи легший водень просочується вгору через магматичні виверження на поверхні. Модель кристалізації показує, що фракціонування мінералів і розплавів є досить слабким, тому вона б виробила однорідний розподіл D/H у давній мантії.

Дослідники виявили, що найважливішим фактором було початкове співвідношення ізотопів водню в магматичному океані, тоді як інші змінні, включаючи початковий вміст води, мали незначний вплив на результат.

Ці результати свідчать про те, що навіть якщо первісні резервуари в глибокій мантії колись існували, підписи ізотопів водню в сучасній глибокій мантії навряд чи представляють прості залишки ранньої диференціації. Натомість вони відображають динамічну модифікацію внаслідок постійного обміну між ядром і мантією протягом еволюції Землі.

Цікавий факт

Водень, що вивільняється з ядра Землі, може бути пов'язаний з формуванням води в мантії, що є важливим для розуміння геологічних процесів на нашій планеті.

Пов'язані матеріали

T4.com.ua

T4.com.ua18 годин тому вНаука

0
Подумайте про те, скільки води є на Землі – океани, річки, льодовики. А тепер уявіть, що всередині нашої планети, в її розпеченому ядрі, може ховатися водень, якого вистачило б на 9-45 таких океанів! Це звучить як наукова фантастика, але саме до таких висновків нещодавно дійшли геонауковці. І це лише частина шокуючих відкриттів про серце нашої планети, яка змушує нас переглянути уявлення про її внутрішню будову та навіть походження життя. Повідомляє T4 з посиланням на sciencealert.com. Серце Землі – не просто розплавлена куля Довгий час ми уявляли собі ядро Землі як монолітну розпечену кулю із заліза та нікелю. Але, як виявилося, ця картина дуже спрощена. Насправді, внутрішнє ядро набагато складніше – за даними досліджень, оприлюднених у грудні 2025 року, воно має багатошарову структуру, схожу на цибулину. Більше того, у лютому 2025-го вчені заявили, що внутрішнє ядро постійно змінює свою форму. Ці зміни можуть бути пов’язані з коливаннями магнітного поля планети, а також впливати на такий звичний параметр, як тривалість доби. Уявляєте, як ці динамічні процеси впливають на нас, хоч ми їх і не відчуваємо напряму? Фото: sciencealert.com І ось ще що цікаво: обертання внутрішнього ядра, за даними того ж лютого 2025 року, сповільнилося приблизно з 2010 року. А це ж не єдиний рух у глибинах! Зовнішнє ядро, що знаходиться під Тихим океаном, взагалі кардинально змінило напрямок свого руху – зі західного на східний. Це помітили завдяки супутниковим даним, проаналізувавши період з 1997 по 2025 рік, і оголосили про відкриття у травні та липні 2026 року. Цей постійний рух рідкого металу зовнішнього ядра не просто цікаве спостереження; він безпосередньо впливає на стабільність магнітного поля Землі, яке, до речі, є нашим головним захистом від небезпечного сонячного вітру. Таємні посланці з глибин: як ядро “протікає” Уявляєте, як би виглядала рання Земля? Розплавлена куля, покрита океаном лави, що вивергає гази, а на неї сипляться розпечені космічні уламки. Справжнє “важкий метал” у геологічному сенсі! І навіть зараз, через 4,5 мільярда років, її ядро залишається настільки гарячим, що його температура можна порівняти з поверхнею Сонця. Але найдивовижніше не в цьому. Виявляється, наше ядро постійно надсилає “хімічні послання” крізь шари планети, розкриваючи секрети свого народження. Команда геонауковців з Науково-технологічного університету Китаю в Хефеї поставила собі питання, що давно обговорюється: чи хімічні відмінності в глибоких шарах мантії – це залишки кристалізації Землі з магматичної кулі, чи доказ постійного обміну речовинами між ядром і мантією з незапам’ятних часів? Щоб це з’ясувати, вони використали “штучний інтелект”, точніше, машинні симуляції “шляхових інтегралів”, щоб дослідити квантову поведінку молекул та атомів. Це дозволило їм відстежити шлях водню всередині Землі – елемента, який поводиться досить дивно через свою легкість. Вони дослідили співвідношення дейтерію до водню – важчого ізотопу водню до звичайного. Виявилося, що модель кристалізації передбачає рівномірний розподіл водню, але реальність інша. Китайські вчені у жовтні 2026 року дійшли висновку, що ядро Землі могло передавати речовини до мантії протягом своєї еволюції. Це означає, що наші внутрішні шари не є статичними та ізольованими, а постійно взаємодіють. Сліди стародавнього обміну: водень, гелій, вольфрам Отже, що ж саме “протікає” з ядра? По-перше, це водень. Той самий водень, який був поглинений величезною хмарою газу та пилу, з якої сформувалося Сонце і вся наша Сонячна система. Він залишався замкненим у ядрі більшу частину історії Всесвіту, а тепер потихеньку просочується нагору, перетворюючись на воду в мантії та земній корі. Це не вода, яка вільно тече річками, а вода, зв’язана в мінералах. Згідно з дослідженнями, опублікованими у травні 2026 року, внутрішнє ядро може містити водень, еквівалентний 9–45 океанам води. Це пояснює ранню появу води на Землі – можливо, вона не вся прилетіла з кометами, а значна її частина була з нами від самого початку! Яким чином ми можемо це побачити? Докази надходять до нас із так званих океанічних острівних базальтів (скорочено OIBs), що утворюються в результаті висхідних потоків з ділянок біля межі ядра та мантії. Ці лави, які вивергаються, наприклад, на Баффіновій Землі в Канаді або в Ісландії, містять легкий водень, накопичений з тієї ж сонячної туманності. Коли цей водень виходить із ядра, він збагачує мантію, змінюючи співвідношення дейтерію до звичайного водню. Це така собі геохімічна капсула часу, що зберегла матеріал з самого моменту народження планети. Ізотопні аномалії вольфраму та рутенію у глибоких породах поблизу межі ядра та мантії, виявлені у лютому 2026 року, також свідчать про витік мікроскопічних кількостей цих речовин із ядра в мантію. Гелій теж є важливим маркером. Гелій-3 – це легкий, первісний ізотоп, що утворився після Великого вибуху, і він також надходить із сонячної туманності. Важчий ізотоп Гелій-4 утворюється внаслідок радіоактивного розпаду в зовнішніх шарах Землі. Отже, вище співвідношення Гелію-3 до Гелію-4 у цих базальтах – ще один вагомий доказ того, що він також виходить із ядра. До речі, у березні 2025 року було висловлено припущення, що в ядрі Землі може міститися значна кількість цього Гелію-3, який за екстремальних умов ядра здатен зв’язуватися із залізом. Нарешті, вольфрам – важкий метал, який мав би бути “замкнений” у ядрі під час його формування. Але його древні ізотопи “піднімаються” разом із плюмами, відстежуючи шлях матеріалів ядра, що повертаються нагору крізь нутрощі Землі. Чому це важливо для всіх нас? Відкриття про “протікання” ядра Землі – це не просто цікавинка для вчених-геологів. Це має пряме значення для нашого розуміння планети та її майбутнього. По-перше, згадані зміни в русі зовнішнього ядра безпосередньо впливають на стабільність магнітного поля Землі. А воно, нагадаємо, є нашим життєво важливим щитом, що захищає все живе від потоків заряджених частинок сонячного вітру та космічної радіації. Без нього наша планета була б значно менш гостинною. По-друге, це відкриття дає нові відповіді на питання походження води на Землі. Якщо значна частина водню, який згодом перетворився на воду, була тут від самого початку, замкнена в ядрі, це доповнює або навіть змінює теорії про те, що вся вода була доставлена астероїдами та кометами. Це може мати величезне значення для розуміння умов, які сприяли виникненню життя на нашій планеті. По-третє, ці дослідження повністю змінюють наше уявлення про Землю як систему. Вона не складається з окремих, статичних шарів. Навпаки, це динамічний, живий організм, де ядро, мантія та кора постійно взаємодіють, обмінюються речовинами та енергією, формуючи геологічні процеси, які ми спостерігаємо на поверхні, від вивержень вулканів до руху континентів. Наша планета – набагато складніша і загадковіша, ніж ми думали. Часті запитання про ядро Землі Що таке внутрішнє ядро Землі? Внутрішнє ядро – це найглибший шар нашої планети, що складається переважно із заліза та нікелю. Нещодавні дослідження показали, що воно має складну багатошарову структуру, як цибулина, і постійно змінює свою форму. Як ядро Землі впливає на магнітне поле? Рух рідкого металу у зовнішньому ядрі створює потужне магнітне поле Землі. Зміни в обертанні та напрямку руху ядра безпосередньо впливають на стабільність цього поля, яке захищає нашу планету від шкідливого сонячного вітру. Звідки взялася вода на Землі? Хоча астероїди та комети принесли значну кількість води, нові дані свідчать, що величезні обсяги водню, еквівалентні багатьом океанам, були замкнені в ядрі Землі ще з її формування. Цей водень поступово виходить, утворюючи воду в мантії та корі. Що таке ізотопи і чому вони важливі для цих досліджень? Ізотопи – це варіанти одного й того ж хімічного елемента, що відрізняються кількістю нейтронів у ядрі. Вони діють як “геохімічні відбитки”, дозволяючи вченим відстежувати походження речовин. Наприклад, співвідношення дейтерію до водню або Гелію-3 до Гелію-4 вказує на те, чи прийшли ці елементи з глибин ядра, чи з інших джерел. Отже, погляди на наше ядро змінюються. Це вже не просто нерухомий, розплавлений центр, а живий, дихаючий двигун, який постійно взаємодіє з нашою планетою, формуючи її історію і, можливо, навіть наше майбутнє. А головне, він продовжує зберігати таємниці, які ми лише починаємо розгадувати, змушуючи дивуватися наскільки дивовижною є наша власна домівка – Земля.The post Вчені виявили: ядро Землі “протікає”, розкриваючи таємниці походження води first appeared on T4 - сучасні технології та наука.