Изучение вещества планетных недр

Какие методы используются учеными при изучении вещества планетных недр? Как и почему возникают некоторые слои? Как образуются алмазные планеты? Об этом рассказывает PhD in Crystallography Артем Оганов.

Такие явления, как землетрясения, вулканизм, континентальный дрейф, то, что мы называем «тектоника плит» — корни всех этих явлений находятся в недрах нашей планеты. Без понимания того, из чего состоит наша планета, мы никогда не поймем эти явления. К списку этих явлений также можно отнести существование земного магнитного поля. Вспомните компас, навигацию, а самое главное — без магнитного поля на Земле невозможна жизнь. Магнитное поле производится земным ядром — наиболее удаленной от нас оболочкой Земли. Не поймем ядро Земли — никогда не поймем магнитное поле.

В 2004 году была открыта новая минеральная база, которая объясняет свойства вещества, которое давным-давно фиксировалось на границе ядра и мантии Земли. Еще с 50-х, даже с 40-х годов было известно, что на границе мантии Земли есть некий слой, который имеет массу загадочных свойств. В частности, этот слой местами отсутствует, то есть имеет нулевую толщину, а местами его толщина достигает 300 км. То есть это своеобразные горы, растущие на границе ядра и мантии и имеющие амплитуду в 300 км. Свойства этого слоя «под горой» и «над горой» сильно различаются, там происходит сейсмический разрыв.

На Нептуне происходят очень интересные превращения. Один из основных компонентов Нептуна — метан — разлагается под высоким давлением и температурами. Вспомним, что Нептун состоит из воды (примерно 56%), метана (примерно 33%), и оставшиеся несколько процентов — аммиак. Метан составляет треть от вещества Нептуна, и была гипотеза, которую доказали и с помощью моей группы, что при высоких давлениях и температурах метан разлагается. Поначалу с образованием более высоких углеводородов, таких как этан и бутан, а затем алмазов.