Геофизики объяснили аномалии вращения Земли

Геофизики из США и Японии провели ряд экспериментов с оксидом железа FeO, которые указали на возможное объяснение аномалий вращения Земли — незначительных вариаций длительности дня и изменений положения оси планеты, сообщает «Компьютерра–Онлайн».

Эти флуктуации связаны с тем, что скорости движения твёрдого внутреннего ядра, жидкого внешнего ядра и мантии несколько различаются. Точные параметры вращения в такой модели определяются трением и электромагнитным взаимодействием металлических ядер. Действительно хорошее соответствие наблюдениям можно получить только в том случае, если мантия и нижележащее жидкое ядро тоже активно взаимодействуют. Для этого силикатной мантии необходим проводящий слой.

Около 20 лет назад учёные предположили, что требуемые проводящие свойства в условиях высокого давления и температуры приобретает оксид железа. В нижней мантии вторым по распространённости минералом становится ферропериклаз, а поэтому и FeO, который теоретически мог бы создать металлический слой, здесь довольно много.

Чтобы проверить эту теорию, авторы выполнили серию опытов с образцами Fe^{0,96O, которые размещались в алмазной наковальне и подогревались лазерным излучением. Сопротивление образцов оценивалось с помощью золотых электродов, а измерения, проводимые по рентгенодифракционной методике, позволяли отслеживать структурные превращения оксида железа.}

Давление в экспериментах поднималось до 141 ГПа (1,41 млн атмосфер), а температуру — до 2 480 К. Как оказалось, примерно на 70 ГПа и 1 900 К оксид железа действительно «металлизуется», и никаким структурным фазовым переходом это не сопровождается.

Поскольку температура на границе раздела ядра и мантии (~3 700 К) превышает достигнутые лабораторные значения, характеристики FeO, находящегося в этой области, геофизики рассчитали самостоятельно, ориентируясь на зависимости, полученные опытным путём. Выяснилось, что и на 3 700 К (при давлении в 135 ГПа) FeO сохранил металлические свойства: его оценочная удельная электропроводность при этом составила 9•104 См/м, передает ScienceNOW.

Полная версия отчёта опубликована в журнале Physical Review Letters.