Ученые рассказали, как внутри Земли вырастают трехсоткилометровые "ветви".
Модель, описывающую процессы в ядре Земли, предложили исследователи УрФУ. Ядро нашей планеты, согласно этой модели, состоит из твердой внутренней и жидкой внешней частей, между которыми находится "рыхлая" прослойка. Сложные ветвистые кристаллы - дендриты- образуются на поверхности твердой части ядра. В журнале Crystals опубликованы результаты, пишет РИА Новости.
В условиях, которые сильно отличаются от формируемых на поверхности планеты, происходит кристаллизация ядра Земли, рассказали ученые Уральского федерального университета (УрФУ). Главными отличиями, по их словам, являются: сильная зависимость температуры фазового превращения от давления, чрезвычайно медленная скорость кристаллизации, значительное влияние конвекции в процессе затвердевания и более высокая температура затвердевшего ядра по сравнению с окружающей жидкостью.
Например, у ядра Земли ускорение свободного падения примерно в два раза меньше, чем на поверхности. Доходит давление примерно до 3,7 млн атмосфер или 375 ГПа, тогда как оно меньше почти в 4 млн раз на поверхности Земли и составляет примерно 101 кПа, рассказал руководитель лаборатории многомасштабного математического моделирования УрФУ Дмитрий Александров.
Температура ядра Земли оценивается в 5000-6000 градусов Цельсия, пояснил ученый пояснил. Так как ядро в основном состоит из железа, то весит оно около трети массы всей планеты. Жидкая (расплавленная) зона - у самой глубокой центральной части планеты, есть твердая внутренняя область радиусом около 1300 км и внешняя.
Внешняя, жидкая часть окутывает внутреннюю твердую и вокруг нее циркулирует. Переходная "рыхлая" прослойка, где присутствуют и твердая, и жидкая фазы, находится между этими частями. Рыхлая прослойка одновременно обладает свойствами и внутренней, и внешней частей ядра планеты.
В УрФУ провели математическое моделирование кристаллизации с учетом наличия твердого и жидкого слоев для понимания процессов, происходящих на границе слоев планеты. Исследователи с помощью разработанной модели определили концентрацию и долю примесей в твердой части ядра, среднюю скорость движения жидкости, толщину двухфазной области и расстояния между дендритами.
Расчеты позволил ученым описать структуру и составить схему того, что происходит у двухфазной поверхности ядра Земли. В частности, выяснилось, что дендриты могут быть разной высоты, некоторые из них достигают 300 километров. Они растут крайне медленно - за 100 000 лет примерно до 18 метров. Между дендритами среднее расстояние составляет от 10 до 100 метров, а расстояние между потоками расплава доходит до одного километра.
Как отмечается в исследовании, между дендритами расстояние уменьшается при увеличении скорости расплава и кристаллизации, а также при увеличении динамической вязкости расплава.
Фото ТЕЛЕПОРТ.РФ
При использовании материалов активная индексируемая гиперссылка на сайт ТЕЛЕПОРТ.РФ обязательна.
