Поскольку пробурить скважину до центра Земли и проверить, что там на самом деле, мы не можем, ученые исследуют внутреннее ядро преимущественно по сейсмическим волнам. Вызванные землетрясениями вибрации проходят через разные материалы с разной скоростью и анализ этих изменений может раскрыть структуру отдельных слоев.

Не пропустите Ученые нашли "ключ" к сверхпроводимости при комнатной температуре: неожиданное открытие

На протяжении десятилетий исследования показывали, что через внутреннее ядро может распространяться определенный тип сейсмических колебаний – так называемая волна сдвига. Это свидетельствует, что ядро – твердое тело. Однако если эти волны проходят через него медленнее, чем через шар твердого железа, значит, оно чуть мягче.

Что показало новое исследование

В новом исследовании ученые провели моделирование температуры и давления в центре Земли, чтобы понять, какие еще типы материи могут быть там. И обнаружили, что некоторые сплавы железа могут образовывать суперионное состояние. Также авторы рассчитали, как быстро волны сдвига должны двигаться сквозь суперионные сплавы, и полученные данные совпали с результатами наблюдений.

В суперионном железном сплаве атомы железа образуют твердую решетку, которая удерживает вещество, тогда как более легкие элементы проникают сквозь решетку почти как жидкость. Учитывая условия в ядре Земли, модель показала, что более легкие элементы могут содержать водород, кислород или углерод.

Впрочем, гипотеза китайских исследователей не единственная, объясняющая особенности строения внутреннего ядра Земли. Есть, например, предположение, что более медленное движение сдвиговой волны происходит через "железный снег", попадающий из внешнего ядра во внутреннее.