Նախընտրելի
Միացյալ Թագավորության գիտնականները բեկումնային առաջընթաց են գրանցել՝ պարզելով, թե ինչպես է ձևավորվել Երկրի ներքին միջուկը: Nature Communications ամսագրում հրապարակված հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ ածխածինը վճռորոշ դեր է խաղացել միլիարդավոր տարիներ առաջ միջուկի բյուրեղացման գործում: Այս բացահայտումը փոխում է մեր պատկերացումները մոլորակի կառուցվածքի և նրա մագնիսական դաշտի մասին:
Երկրի միջուկի առեղծվածը
Երկրի ներքին միջուկը մոլորակի կենտրոնում գտնվող պինդ, երկաթ պարունակող գունդ է՝ մոտ 2400 կմ տրամագծով: Այն շրջապատված է հեղուկ արտաքին միջուկով, որը աստիճանաբար սառչում է՝ թույլ տալով ներքին միջուկին աճել բյուրեղացման միջոցով: Սակայն մինչ այժմ առեղծված էր մնում, թե ինչպե՞ս է սկսվել այդ գործընթացը: Հաշվարկները ցույց էին տալիս, որ մաքուր երկաթի սառեցման համար անհրաժեշտ կլիներ 800–1000 °C գերսառեցում, ինչը Երկրի պատմության մեջ չի եղել: Գիտնականների գնահատմամբ՝ իրական ջերմաստիճանի տարբերությունը չի գերազանցել 250 °C-ը:
Աածխածնի դերը
Լիդսի համալսարանից Ալֆրեդ Ուիլսոնի ղեկավարությամբ գիտնականների թիմը կատարել է ատոմային համակարգչային մոդելավորումներ՝ միջուկի ծայրահեղ ճնշման և ջերմաստիճանի պայմաններում բյուրեղացման գործընթացը մոդելավորելու համար: Նրանք ուսումնասիրել են տարբեր խառնուրդների՝ սիլիցիումի, ծծմբի, թթվածնի և ածխածնի ազդեցությունը երկաթի բյուրեղներ առաջացնելու ունակության վրա:
Արդյունքները անսպասելի էին.
- Սիլիցիումը և ծծումբը դանդաղեցնում են բյուրեղացումը՝ բարդացնելով գործընթացը:
- Թթվածինը էական ազդեցություն չի գործում:
- Աածխածինը, ընդհակառակը, արագացնում է երկաթի սառեցումը՝ նվազեցնելով անհրաժեշտ գերսառեցման աստիճանը:
Մոդելները ցույց են տվել, որ միջուկում 2.4% ածխածնի պարունակության դեպքում գերսառեցումը կազմում է մոտ 420 °C, իսկ 3.8% պարունակության դեպքում՝ ընդամենը 266 °C: Հենց վերջին տարբերակն է առավել ճշգրիտ համապատասխանում այն պայմաններին, որոնցում ներքին միջուկը կարող էր սկսել ձևավորվել:
Ինչու՞ է սա կարևոր
Բացահայտումը ցույց է տալիս, որ Երկրի միջուկում ածխածնի պարունակությունը զգալիորեն ավելի մեծ է, քան նախկինում կարծվում էր: Այս տարրը ոչ միայն օգնել է միջուկի բյուրեղացմանը, այլև վճռորոշ դեր է խաղացել մոլորակի մագնիսական դաշտի ձևավորման գործում: Մագնիսական դաշտը պաշտպանում է Երկիրը արևային քամուց և տիեզերական ճառագայթներից՝ ստեղծելով կյանքի գոյության համար անհրաժեշտ պայմաններ:
«Մենք եզակի հնարավորություն ստացանք նայելու Երկրի այն հատվածի քիմիային, որտեղ մարդկությունը երբեք չի կարող անմիջականորեն հասնել», — նշել է Ալֆրեդ Ուիլսոնը: Նրա խոսքով՝ ածխածինը դարձել է «գաղտնի բաղադրիչ», որը թույլ է տվել մեր մոլորակին ձեռք բերել իր ներկայիս կառուցվածքը:
Ինչպե՞ս է իրականացվել հետազոտությունը
Գիտնականներն օգտագործել են համակարգչային մոդելավորման առաջադեմ մեթոդներ՝ Երկրի կենտրոնի պայմանները վերստեղծելու համար՝ միլիոնավոր անգամ ավելի բարձր ճնշում, քան մթնոլորտայինը, և մինչև 6000 °C ջերմաստիճաններ: Նրանք վերլուծել են, թե ինչպես են խառնուրդներն ազդում երկաթի ատոմների վարքի վրա՝ քայլ առ քայլ մոդելավորելով բյուրեղացման գործընթացը: Սա թույլ է տվել ճշգրիտ որոշել, թե որ տարրերն ու ինչ քանակությամբ կարող էին խթանել պինդ միջուկի ձևավորումը:
Ի՞նչ է սպասվում
Բացահայտումը բարձրացնում է նոր հարցեր Երկրի միջուկի կազմի և դրա էվոլյուցիայի վերաբերյալ: Գիտնականները պլանավորում են.
- Իրականացնել լրացուցիչ մոդելավորումներ՝ միջուկում ածխածնի և այլ տարրերի բաժինը ճշգրտելու համար:
- Ուսումնասիրել, թե ինչպե՞ս է ածխածինն ազդել Երկրի մագնիսական դաշտի դինամիկայի վրա անցյալում:
- Հետազոտել, թե ինչպե՞ս կարող էին նման գործընթացներ ընթանալ այլ մոլորակների վրա, ինչպիսիք են Մարսը կամ Մերկուրին:
Հակիրճ…
Նոր հետազոտությունը բացահայտում է, որ ածխածինը կարևոր տարր է, որի շնորհիվ միլիարդավոր տարիներ առաջ սկսել է ձևավորվել Երկրի ներքին միջուկը: 3.8% ածխածնի պարունակությունը թույլ է տվել երկաթին բյուրեղանալ իրական ջերմաստիճաններում՝ որոշելով մեր մոլորակի կառուցվածքը և նրա մագնիսական դաշտը: Այս բացահայտումը ոչ միայն խորացնում է Երկրի մասին մեր պատկերացումները, այլև նոր հորիզոններ է բացում այլ մոլորակների ուսումնասիրության համար:
