Ученые из Уральского федерального университета (УрФУ) смоделировали процессы, происходящие в недрах Земли. Для этого они разработали математическую модель.
Известно, что ядро нашей планеты состоит из двух частей: твердой внутренней и жидкой внешней. Между ними расположена переходная область, обладающая свойствами внутреннего и внешнего элементов.
Ученые отметили, что кристаллизация земного ядра происходит в условиях, намного отличающихся от тех, что на поверхности. Так, процесс кристаллизации происходит чрезвычайно медленно, температура фазового превращения сильно зависит от давления, затвердевшее ядро отличается более высокой температурой по сравнению с окружающей жидкостью. Кроме того, значительное влияние на процесс затвердевания оказывает конвекция.
Давление в ядре достигает примерно 3,7 млн атмосфер или 375 гигапаскаль, тогда как на поверхности Земли оно составляет примерно 101 килопаскаль – в четыре миллиона раз меньше. Ускорение свободного падения у ядра примерно в два раза меньше, чем на поверхности, сообщается на сайте УрФУ.
Модель помогла ученым понять, что происходит на границе твердой и жидкой фаз. Исследование показало, что за счет охлаждения там образуются дендриты – сложные кристаллы ветвистой формы.
Скорость роста дендритов составляет примерно 18 метров за 100 тысяч лет. Они обладают разными размерами. Высота некоторых образований достигает 300 километров.
«Среднее расстояние между дендритами составляет от 10 до 100 метров, а расстояние между потоками расплава доходит до одного километра», – пояснил соавтор исследования, руководитель лаборатории многомасштабного математического моделирования УрФУ Дмитрий Александров.
Ранее российские ученые рассчитали скорость роста алмазов в недрах Земли. В зависимости от температуры, рост алмаза весом в один карат может занять от 4,5 месяцев до 17,5 лет.