Изучение испарения железа помогло раскрыть секреты формирования Земли и Луны
Воссоздав экстремальные условия, в которых происходило формирование Земли, ученые углубили свои знания о том, как происходит испарение железа, а также о том, какое влияние «железный дождь» оказал на формирование Земли и Луны.
«Нас интересуют процессы испарения железа, так как эти процессы могут лежать в основе роста ядра нашей планеты», — сказал один из соавторов новой научной работы Сара Стюарт, профессор наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Дэвисе, США.
Ученые из Ливерморской национальной лаборатории, Национальной лаборатории Сандия, Гарвардского университета и Калифорнийского университета в Дэвисе использовали один из самых мощных на нашей планете источников радиации, установку Z-machine Национальной лаборатории Сандия, чтобы воссоздать условия, в которых происходило формирование Земли. Ученые подвергли образцы железа в этой экспериментальной установке высоким ударным нагрузкам, сталкивая с ними алюминиевые пластинки на гигантских скоростях. Исследователи разработали новую технику получения ударной волны, с тем чтобы определить критические условия столкновения, необходимые для перевода железа в парообразное состояние.
Ученые обнаружили, что ударные нагрузки, необходимые для превращения железа в пар, оказались намного меньше, чем предполагалось, и это может означать, что при формировании Земли могло испариться больше железа, чем считалось ранее.
Таким образом, железо из бомбардирующих нашу планету космических объектов, могло не погружаться отдельными каплями к ядру Земли сквозь расплавленную мантию, а испаряться при столкновении, с тем чтобы затем выпадать в форме дождя на бурлящую поверхность жидкой мантии Земли, хорошо перемешиваясь с её веществом.
Кроме того, отмечают исследователи, эти находки позволяют объяснить, почему Луна, которая, как считается, уже сформировалась к этому времени, оказалась настолько бедна железом, несмотря на то, что формирование её проходило в схожих условиях. Авторы предполагают, что слабая гравитация Луны не позволила ей удержать большую часть испаренного в результате космических столкновений железа.
