Ученые из Швеции, Китая и Чили определили вероятный тип кристаллической решетки, которую занимает стабильная фаза железа во внутреннем ядре Земли. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.
Внутреннее твердое ядро планеты, по мнению авторов статьи, сформировано объемноцентрированной кубической решеткой (в одной ее ячейке восемь атомов разнесены по углам куба и один находится в его центре).
К своим выводам ученые пришли, проведя компьютерное моделирование (методом молекулярной динамики) условий в недрах планеты при помощи пакета VASP (Vienna Abinitio Simulation Package). Таким образом, специалистам удалось отследить эволюцию суперячейки, состоящей из 1024 атомов железа, находящихся при температуре 6 тысяч кельвинов и под давлением 360 гигапаскалей.
По мнению авторов исследования, объемноцентрированная кубическая решетка твердого ядра объясняет наблюдаемую анизотропию скорости распространения упругих волн сквозь внутреннее ядро и его низкий модуль сдвига.
Ядро Земли радиусом 3,5 тысячи километров находится под мантией на глубине 2,9 тысячи километров от поверхности планеты. Оно образовано жидким внешним слоем толщиной 2,2 тысячи километров и внутренним твердым ядром радиусом 1,2 тысячи километров. Главные его составляющие — железо и никель.
Альтернативная гипотеза предполагает, что недра Земли сформированы гранецентрированной кубической решеткой — в одной ее ячейке восемь атомов разнесены по углам куба, а шесть других находятся в центрах его сторон.