Етикети

Компютърни симулации подкрепят нов модел за сърцевината на планетата

Шведски учени представиха доказателства за новата си теория за структурата на земното ядро. Откритията вероятно ще променят възприятията относно охлаждането на Земята и стабилността на магнитното й поле, предаде “Сайънс дейли”. Отдавна е известно, че земната сърцевина – сфера, съставена от солидна маса и с радиус от около 1200 км, съдържа главно желязо. Сеизмичните наблюдения обаче показаха, че еластичните вълни преминават по-бързо през ядрото в посока, паралелна на земната ос, отколкото в посока, паралелна на екватора – феномен, който досега нямаше обяснение. При високите температури в центъра на Земята тези вълни би трябвало да пътуват с една и съща скорост без значение от посоката. В проучването си учени от университета в Упсала и Кралския технологически институт в Швеция предложиха обяснение на объркващия феномен. Новата им публикация в сп. “Сайънс” е част от серия статии, подготвени от същия екип.През 2003 г. те за първи път публикуват сериозни теоретични доказателства, че при високи температури земното ядро възприема така наречената телоцентрична кубична кристална структура, която въпреки изключителната си симетрия проявява изненадващо високи нива на еластична анизотропия, тоест способността й да бъде гъвкава зависи от посоката. Тази теория за кристалната структура пряко противоречи на преобладаващото по това време мнение за формата на земното ядро, но след това успява да намери експериментална и теоретична подкрепа. В рамките на новото проучване изследователите представят симулации на начина, по който сеизмичните вълни преминават през желязо при условията, които преобладават в центъра на земята. Те показват разлики от около 12 процента в зависимост от посоката си – това е достатъчно обяснение на изненадващите теории. Първо, траекториите на движение били измерени в мащаба на няколко милиона атома, които взаимодействат активно помежду си. На базата на тези резултати учените успяват да определят, че напредването на звуковите вълни всъщност е точно възпроизведено от компютърно генерирания модел на желязо, поставено в условията на земното ядро. “Открихме, че телоцентричната кубична структура на желязото е единствената структура, която отговаря на експерименталните ни проучвания”, заяви Бьоре Йохансон, професор по теория на кондензираната материя в Упсала. Преоценка на земното охлажданеБалансът на температурите в Земята, също както и магнитният й баланс, зависи от количеството топлина, което се задържа в центъра на планетата. Тези условия на свой ред зависят от кристалната структура на желязото в земното ядро. Досега тези изчисления бяха базирани на модели, основаващи се на осмоъгълната структура на желязото в ядрото. Откритието на шведските учени обаче ще принуди света да направи преоценка на охлаждането на Земята и стабилността на магнитното й поле. “Това изследване открива нови перспективи пред това, което знаем за миналото, настоящето и бъдещето на Земята”, смята Наталия Скородумова, изследовател от отдела по физика и наука за материята. По време на проучванията си учените използвали модели, базирани на така наречената теория за функционала на плътността, за която през 1999 г. Валтер Кон спечели Нобелова награда. Изчисленията са били проведени с помощта на най-мощните паралелни суперкомпютри на света, които се намират в Стокхолм и Линкьопинг. Телоцентричната кубична кристална структура формира куб, който натрупва атоми във всеки свой ъгъл и в центъра си. Той е ориентиран така, че големият му диагонал е насочен по дължината на земната ос. Така ядрото е в състояние да произведе звукови вълни с наблюдаваните свойства.
Източник: в-к Класа
Advertisements