Вчені розкрили загадку формування земного ядра, оточеного оболонкою з розплавленого заліза. Виявилося, що теплопровідність заліза допускає охолодження центру Землі не менше 1-1,3 мільярда років тому. Про це повідомляється в статті, опублікованій в журналі Physical Review Letters.
Магнітне динамо Землі створюється за рахунок конвекції розплавленого заліза в зовнішньому ядрі. Воно приводиться в дію двома механізмами: тепловою конвекцією, викликаною коливаннями температури, і композиційною конвекцією, при якій легкі елементи, що вивільняються на межі внутрішнього ядра, піднімаються через рідке зовнішнє ядро. Однак до кристалізації твердого ядра в ядрі Землі була можлива тільки теплова конвекція.
Дослідники провели експеримент, в ході якого вивчили теплопровідність заліза при тиску і температурі, які характерні для ядра. Це дозволило оцінити кількість тепла, що йде від зовнішнього ядра до внутрішньої мантії. Зразок заліза нагріли за допомогою лазера, а для створення екстремального тиску використовували алмазне ковадло. Тиск в ядрі Землі коливається від 135 до 330 гігапаскалів від зовнішнього кордону до кордону внутрішнього ядра, а температура досягає 3,7-4,7 тисячі градусів Цельсія.
Теплопровідність заліза в таких умовах відіграє важливу роль при охолодженні і кристалізації внутрішнього ядра. Виявилося, що відтік тепла відповідає верхній межі часу охолодження ядра, що становить більше мільярда років тому. Присутність магнітних матеріалів в породах, датованих 1-1,5 мільярда років тому, показує, що приблизно в цей же час відбулося збільшення напруженості магнітного поля.