Учёные из Германии предложили объяснение странностей в том, как сейсмические волны проходят через внутреннее ядро Земли. По их данным, внутреннее ядро может быть устроено слоями, как луковица.
Проблема в так называемой сейсмической анизотропии. Это когда волны внутри Земли идут с разной скоростью в зависимости от направления, особенно при прохождении через внутреннее ядро. Исследователи решили проверить, не связана ли эта разница с тем, как «ведёт себя» железо, если в нём есть примеси кремния и углерода.
Команда изучала сплавы железа с кремнием и углеродом при очень высоких давлениях и температурах до 820 °C. С помощью рентгеновской дифракции они смотрели, как выстраиваются кристаллы внутри металла. Этот эффект называют «предпочтительной ориентацией решётки»: кристаллы могут выравниваться из-за тепловых процессов, и это влияет на прохождение звуковых волн в металле.
После опытов учёные разобрали дифракционные рисунки и получили свойства сплавов — например, предел текучести и вязкость. Затем эти данные смоделировали и «перенесли» на условия, которые должны быть внутри ядра.
Выяснилось, что добавки кремния и углерода меняют кристаллическую структуру железа. А расчётная разница в скорости сейсмических волн совпадает с аномалиями, которые видят во внешней части внутреннего ядра.
Отсюда вывод: внутреннее ядро, вероятно, неоднородно и состоит из нескольких слоёв. В центре, по версии авторов, кремния и углерода меньше — поэтому анизотропия сильнее. Ближе к внешним слоям таких «лёгких» примесей больше, и анизотропия ослабевает.
