Знайдене можливе пояснення аномалій обертання Землі

Експерименти з оксидом заліза FeO, проведені геофізиками із США і Японії, вказали на можливе пояснення "аномалій" обертання Землі - незначних варіацій тривалості дня та змін положення осі планети. Найімовірніше, ці флуктуації пов'язані з тим, що швидкості руху твердого внутрішнього ядра, рідкого зовнішнього ядра і мантії дещо різні.

Точні параметри обертання в такій моделі визначаються тертям і електромагнітною взаємодією металевих ядер; дійсно гарну відповідність спостереженням можна отримати тільки в тому випадку, якщо мантія та рідке ядро під нею також будуть активно взаємодіяти. Для цього силікатній мантії необхідний провідний шар.

Близько 20 років тому вчені припустили, що необхідні провідні властивості в умовах високого тиску і температури набуває оксид заліза. У нижній мантії другим за поширеністю мінералом стає ферропериклаз, а тому й FeO, який теоретично міг би створити металевий шар, тут досить багато.

Щоб перевірити цю теорію, автори виконали серію дослідів із зразками Fe_{0, 96}O, які розміщувалися у алмазній ковадлі і підігрівалися лазерним випромінюванням. Опір зразків оцінювався за допомогою золотих електродів, а вимірювання, що проводились за рентгенодифракційною методикою, дозволяли відстежувати структурні перетворення оксиду заліза.

Тиск в експериментах піднімався до 141 ГПа (1,41 млн атмосфер), а температура - до 2480 К. Як виявилося, приблизно на 70 ГПа і 1900 К оксид заліза справді "металлізуєтся", причому ніяким структурним фазовим переходом це не супроводжується. Оскільки температура на межі розділу ядра і мантії (~ 3700 К) перевищує досягнуті лабораторні значення, характеристики FeO, що знаходиться в цій області, геофізики розрахували самостійно, орієнтуючись на залежності, отримані дослідним шляхом. На щастя, і при 3700 К (при тиску в 135 ГПа) FeO зберіг металеві властивості: його оціночна питома електропровідність при цьому склала 9 • 10⁴ см/м.

За матеріалами: Компьюлента