У надрах планет класу суперземля приховано щось дивне: що виявили вчені

Глибоко всередині кам’янистих планет, маса яких у 1–10 разів перевищує масу Землі, відомих як суперземлі, високий тиск може призводити до того, що відомі нам мінерали набувають форми, яка рідко зустрічається на нашій планеті. Глибше розуміння умов у надрах таких світів може допомогти планетологам дізнатися більше про те, як еволюціонують кам’янисті планети. Дослідження опубліковано в журналі AGU Advances, пише Phys.

Автори дослідження дійшли висновку, що в надрах планет класу суперземля за умов високого тиску утворюється мінерал ортосилікат магнію, або Mg₂SiO₄, який є одним із основних будівельних блоків скелястих планет. У міру збільшення тиску глибоко всередині планети утворюється одна з форм цього мінералу — шпінельна фаза, яку можна виявити в мантії Землі. За ще вищого тиску утворюється найпоширеніший мінерал на Землі — бріджманіт (це силікат магнію та заліза, що становить більшу частину об’єму нижньої мантії Землі), а також феропериклаз — мінерал із глибокої частини мантії Землі, що являє собою оксид магнію та заліза.

Вчені вважають, що за більш екстремального тиску всередині масивних кам’янистих планет Mg₂SiO₄ має постшпінельну фазу. Як показує дослідження, ця фаза даного мінералу є однією з домінуючих у нижній мантії планет класу суперземля.

Відтворити умови в надрах масивних кам’янистих планет із високою температурою та величезним тиском дуже складно, тому вчені застосували обчислювальний підхід. Вони використали метод термодинамічного інтегрування для вивчення плавлення постшпінельної фази Mg₂SiO₄ при тисках до 1300 гігапаскалів.

Дослідження показало, що мінерал у такому стані може витримувати дуже високі температури, перш ніж розплавитися: приблизно від 9 000 до 14 000 градусів Цельсія. Навіть після додавання помірної кількості заліза, що, ймовірно, в тій чи іншій мірі відбувається на більшості масивних кам’янистих планет, Mg₂SiO₄ залишався у твердому стані.

Тому вчені вважають, що багато суперземель, ймовірно, мають тверді нижні мантії поблизу ядра, що має велике значення для формування глобального магнітного поля. Воно важливе для захисту планети від шкідливого космічного випромінювання. Якщо на такій кам’янистій планеті є умови, необхідні для життя, то магнітне поле може допомогти їй еволюціонувати.

Однак це дослідження було спрямоване на вивчення еволюції кам’янистих планет класу суперземля, які можуть мати внутрішню структуру, схожу на структуру нашої планети.

Інші новини науки

• Знамените серце Плутона виділяє рідину: що відбувається на карликовій планеті.
• Вперше в історії марсохід NASA побачив з поверхні Марса, як Земля зникає в небі.