Рефераты
Титан в сердце Земли
Согласно имеющейся модели Земли, её ядро состоит из железа, давление в ядре 135—360 ГПа (1,3—3,6 млн атм), температура 4000—6000 К. Однако плотность железа при этих температурах и давлениях на 5—10% больше, чем получается по принятой модели. Поэтому считается, что там, внизу, не чистое железо, а с примесями, уменьшающими плотность, например, с кремнием, серой, кислородом, углеродом или водородом. Естественно, хочется узнать, какие именно там примеси.
Внутри Земли возникают явления, которые могут нам в этом поспособствовать. Называются они плюмы. Плюм — это вертикальный поток, который переносит материал из глубин к поверхности. Магма достигает поверхности, изливается на неё и формирует области площадью в миллионы квадратных километров, «магматические провинции». Эти области содержат базальты с повышенным содержанием железа (Fe) и титана (Ti).
Во Всероссийском научно-исследовательском институте экспериментальной физики (г. Саров) возник вопрос — а не мог ли именно титан быть той самой лёгкой примесью, которая уменьшает плотность ядра до нужных значений?
При вычислении зависимости плотности от давления и температуры значение массовой доли Ti в смеси Fe + Ti в ядре принималось равным массовой доле Ti в смеси Fe + Ti для наиболее высокотитанистых базальтов (0,18—0,22). Этот подход предполагает, что плюм захватывает компоненты ядра на границе мантии с ядром и переносит без значимого изменения их соотношения к поверхности, где они участвуют в образовании данного типа базальта. Расчёты показали, что полученные значения плотности согласуются с параметрами общепринятой модели ядра Земли. Так что в «Деле о ядре Земли» появился новый подозреваемый. И улики серьёзны.
Медведев А. Б. Определение плотности ядра Земли на основе уравнений состояния железа и титана при высоких давлениях и температурах. Теплофизика высоких температур, 2023, № 6, с. 853.