Сплава с примесью других сидерофильних элементов. Расчетная температура в центре ядра Земли достигает 5000 ? C, плотность - около 12,5 т / м?, давление - до 361 ГПа . Масса земного ядра - 1 932 ? 10 24 кг.

Данных о ядре очень мало - вся информация получена косвенными геофизическими или геохимическими методами, образцы вещества ядра не доступны, и вряд ли они будут получены в ближайшем будущем .

1. История исследования

Одним из первых предположение о существовании внутри Земли области повышенной плотности выразил Генри Кавендиш , который вычислил массу и среднюю плотность Земли и установил, что она значительно больше, чем характерна для пород, выходящих на земную поверхность.

Существование ядра было доказано году немецким сейсмологом Е. Вихерт из-за наличия эффекта так называемой "сейсмической тени". года за резким скачком скорости продольных сейсмических волн американским геофизиком Бено Гутенбергом было определено глубину залегания его поверхности - 2900 км.

Основатель геохимии В. М. Гольдшмидт (нем. Victor Moritz Goldschmidt ) года предположил, что ядро образовалось путем гравитационной дифференциации первичной Земли в период аккреции или в более поздние периоды. Альтернативную гипотезу, что железное ядро ​​образовалось еще в протопланетного облака, разрабатывали немецкий ученый А. Эйкен (), американский ученый Э. Орован и советский ученый А. П. Виноградов ( - 70-е годы).

4. Механизм постоянного обновления внутреннего ядра

Ряд исследований последних лет показал аномальные свойства земного ядра - было установлено, что сейсмические волны пересекают восточную полушарие ядра быстрее, чем западную. Классические модели предполагают, что внутреннее ядро ​​нашей планеты - образование симметричное, однородное и практически стабильное, которое медленно растет за счет застывания вещества внешнего ядра. Однако внутреннее ядро ​​достаточно динамичная структура.

Группа исследователей из университетов Жозефа Фурье (фр. Universit? Joseph Fourier ) И Лиона (фр. Universit? de Lyon ) Выдвинула предположение, что внутреннее ядро ​​Земли постоянно

В последнее время получила популярность гипотеза формирования ядра Земли из металлизованных силикатов в результате гравитационной конвекции, которая исходит из того, что существование жидкого ядра, более плотного, чем мантия, означает, что происходит (или происходила) интенсивная дифференциация первичного вещества Земли и все вещества, более тяжелые, чем вещество внешнего ядра, должны тонуть в нем, а все вещества, более легкие, чем первичное вещество Земли, должны подниматься во внешние слои. Однако, как следует из расчетов В. Н. Жаркова и В. А. Магницкого (1970 г.), процесс дифференциации вещества Земли может происходить лишь при наличии области, где происходит разделение вещества с разной плотностью. Дифференциация любой породы по плотности оказывается возможной только после ее эффективного разжижения. Это означает, что должно быть расплавлено примерно от нескольких десятков процентов до половины объема породы. При меньшей концентрации жидкости основная доля частиц лишена возможности двигаться в твердой среде, и скорость их движения в поле силы тяжести мала. Таким образом, и эта гипотеза не находит объяснения предварительному расплавлению вещества Земли, а только лишь декларирует его. Более того, в силу установленной твердой природы нижней мантии конвекция вещества через всю оболочку Земли идти не может.

Следует иметь в виду, что вычисления В. Рамзея, допускающие металлизацию силикатов, не подтверждены экспериментально и противоречат температурам, рассчитанным другими исследователями на границе ядра. Как показали в 1970 г. В. Н. Жарков и В. А. Магницкий, гипотеза металлизации силикатов не может быть принята по следующим причинам: а) в экспериментах с мощными ударными волнами большинство силикатов было сжато до давлений, намного превышающих давление на границе земного ядра (1,4-10 21 Па), а соответствующий фазовый переход обнаружен не был; если даже этот переход «медленный», то все равно он должен был произойти, так как фактор, определяющий неравновесность AVAp (AV - скачок объема, Ар - передавление), столь велик, что он практически «занулит» любое конечное время перехода; б) металлизация силикатов в условиях земного ядра не может сопровождаться уменьшением объема примерно в два раза, как того требуют геофизические данные; в) свойства железа (по лабораторным данным) очень близки к свойствам земного ядра (по геофизическим данным), что дает возможность предполагать существенно железный состав ядра с добавкой некоторых достаточно распространенных легких элементов (например, кремния).

Наконец, допущение столь значительных давлений на больших глубинах Земли (порядка 1,5-10 11 Па) геологически совершенно не обосновано, так как все расчеты об увеличении давления с глубиной основаны на гидростатическом законе, т. е. на предположении, что никаких боковых давлений не существует и что верхние слои давят на нижние своим полным весом. То, что это предположение не соответствует действительности, вытекает даже из факта существования сверхглубоких шахт и скважин и, в частности, Кольский сверхглубокой (эффект «свода»). Энергия связи в кристаллической решетке при относительно низких температурах достаточна для того, чтобы противостоять давлению со всех сторон в п-10 11 Па, на что в 1930 г. указали П. Н. Чирвинский и В. К. Черкас, согласно данным которых следует, что если отдельные зоны Земли (геосферы) на большой глубине отвердели, то вообще не будет никакого градиента давления, а геосферы Земли в этом случае подобны стальным сферам. К выводу об отсутствии сверхвысоких давлений в пределах, в частности, нижней мантии в 1968 г. пришли В. А. Магницкий, а в 1969 г.- и Ф. Стаей. С определенностью можно говорить о гидростатическом давлении лишь в отношении внешнего ядра, поскольку оно находится в пластичном состоянии, но давление пластичного ядра на твердое внутреннее никак не может превысить 1,5- 10 11 Па, в связи с чем гипотеза металлизованных силикатов не находит подтверждения и с этих позиций.

Состояние опорно-двигательного аппарата и тазобедренного сустава тесно взаимосвязаны. Процесс окостенения тазобедренных суставов протекает у человека постепенно и завершается в возрасте 20 лет. Очаг образования костной ткани появляется еще в период внутриутробного развития. В это время у плода начинает формироваться бедренный сустав.

Если ребенок недоношенный и появится на свет раньше времени, к моменту родов ядра у суставов будут маленькие. Данное отклонение может быть и у доношенных детей, у них тоже нередко обнаруживается отсутствие ядер окостенения. В большинстве случаев это является патологией, влияющей на развитие опорно-двигательного аппарата. Если ядра в течение первого года жизни малыша не получают развития, полноценное функционирование у него тазобедренных суставов оказывается под угрозой.

Разновидности патологий ядер тазобедренного сустава

Состояние здоровья новорожденного является основным критерием определения, в каком случае медленное развитие ядер – норма, а в каком – патология. Если у ребенка нет вывиха в этой области, то в этом случае замедленное развитие ядер не оценивается как опасная патология. Когда не нарушено нормальное функционирование тазобедренных суставов, но при этом ядра развиваются замедленно, это тоже не является опасным процессом. Когда же у малыша нарушено функционирование опорно-двигательного аппарата, есть вывих в этой области и оба этих явления возникли по причине отсутствия ядер окостенения, патология является опасной. Она наносит вред состоянию здоровья ребенка и нарушает рост, формирование, работу суставов, находящихся в этой области.

Сразу же надо уточнить: такая патология костных тазобедренных суставов встречается в основном у новорожденных крох и у детей, чей возраст не больше года. Состояние опорно-двигательного аппарата напрямую зависит от внутриутробного развития ребенка. Когда женщина находится на 3-5 месяце беременности, у малыша происходит закладка костной ткани, что станет основой его конечностей. Ядра окостенения являются залогом нормального развития опорно-двигательной системы ребенка. На момент рождения малыша они увеличиваются до диаметра 3-6 миллиметров. Когда ядра окостенения достигают данной величины, это является показателем, что кости и ткань плода развиваются нормально. Если малыш появится на свет доношенным, данный факт тоже позитивно повлияет на дальнейшее развитие опорно-двигательной системы.

Однако в медицинской практике встречается немало случаев, когда у доношенных, нормально развивавшихся в материнской утробе детей возникают проблемы развития тазобедренного сочленения. В силу ряда полностью еще не известных науке причин такие ядра у них просто отсутствуют. Такое встречается у 3-10% малышей.

Временная норма развития ядра окостенения не является одинаковой для всех, как и некоторые признаки формирования этих тканей. Нередки случаи, когда ядра не развиваются у плода до 8 месяца беременности женщины, и этот процесс замедляет закладку самих тканей. Потом у малыша без влияния каких-либо внешних факторов динамично начинает развиваться тазобедренный сустав.

В подобных случаях на 8 месяце беременности ядра достигают нормального размера, не отличаясь по своей структуре и форме от тех, что формировались у других детей, когда их матери находились на 3-5 месяце беременности. И в состоянии запоздавших в развитии тканей в этой области не отмечается отклонений.

Факторы, провоцирующие оссификацию

По мере развития ребенка его бедренный сустав увеличивается. Подобный процесс происходит и с ядрами. Существует ряд негативных факторов, которые могут вызвать задержку в их увеличении, то есть стать причиной оссификации. Необходимо отметить: такие же причины негативно влияют и на рост тазобедренного сустава.

Оссификацией страдает каждый второй ребенок, у кого есть рахит, ведь в тканях из-за него катастрофически не хватает питательных веществ. Витамины и микроэлементы не получают в необходимом объеме ткани мышц, связок, сухожилий, костей.

Если у малыша есть дисплазия и при этом страдает бедренный сустав, она негативно отразится на формировании ядер. Чаще всего они медленно развиваются у детей, находящихся на искусственном вскармливании. Оно ослабляет иммунитет ребенка и не влияет благотворно на их ткани.

Главными симптомами дисплазии у детей считают:

• асимметричность кожных складок;
• ограничение при отведении бедра;
• симптом щелчка (симптом соскальзывания);
• наружную ротацию бедра;
• относительное укорочение конечности.

Состояние здоровья обоих родителей нередко является основной причиной возникающих у малыша патологий тазобедренного сустава. Особую роль в данном процессе играет здоровье матери, которое отражается на ядрах. Как показывают медицинские исследования, если у родителей есть сахарный диабет, такое ядро у ребенка будет развиваться медленно. У такого малыша и бедренный сустав станет формироваться значительно медленнее, чем у сверстников. В подобных ситуациях требуется комплекс мер, направленных на стимулирование и развитие опорно-двигательного аппарата. Подобная помощь необходима многим малышам, чьи родители страдают заболеваниями щитовидной железы. Ядро у таких детей развивается замедленно. Параллельно с данным процессом наблюдаются признаки нарушений обмена веществ, сдерживающих развитие тазобедренного сустава. Все это влияет на формирование основных тканей в тазовой области.

Немаловажным фактором, влияющим на здоровье будущего ребенка и развитие у него тазобедренного сустава, является то, как протекала беременность женщины. Ядра могут отсутствовать или развиваться замедленно при тазовом, поперечном, ягодичном предлежании плода.

Патологии в этой области часто возникают из-за неправильного положения растущего малыша в материнской утробе. Ядро у плода может не начать формироваться из-за нехватки в организме матери витаминов Е, В и необходимых для данного процесса микроэлементов: кальция, фосфора, йода, железа. Все это влияет и на развитие малыша. Гормональные сбои, многоплодная беременность, вирусные и инфекционные заболевания матери, наличие у нее гинекологических проблем во время беременности – все это причины, из-за которых ядро не станет развиваться.

Немаловажным моментом является генетическая предрасположенность к заболеваниям тазобедренного сустава. Ряд патологий в этой области может передаваться по наследству. Преждевременные роды, неблагоприятные экологические факторы тоже влияют на то, как формируется ядро. Но, как показывают научные исследования, в каждом пятом случае такое нарушение работы обусловлено генетическими причинами.

Не менее опасным фактором является недоразвитие позвоночника и спинного мозга у матери. Это тоже влияет на состояние опорно-двигательного аппарата малыша. Повышенный тонус матки не проходит бесследно для развития плода, нередко он может спровоцировать нарушения в развитии опорно-двигательной системы ребенка.

Гипертонус матки в ряде случаев может стать первопричиной того, что не формируется или медленно развивается ядро.

Первые меры помощи ребенку

У ребенка в первый год жизни бедренный сустав должен стабилизироваться. Шейка бедренной кости постепенно окостеневает. Параллельно укрепляется его связочный аппарат, происходит централизация его головки. Вертлужная впадина должна уменьшить угол наклона, чтобы опорно-двигательный аппарат малыша мог нормально функционировать.

Ядро окостенения особенно активно формируется с 4-6-го месяца жизни ребенка, в 5-6 лет оно у малыша увеличивается в среднем в 10 раз. В 14-17 лет хрящ заменится костью. Шейка бедра будет расти еще до 20 лет, к этому времени бедренный сустав сформируется и на месте хряща будет кость.

Если он все это время развивался неправильно, головка бедренной кости не сможет удерживаться во впадине тазобедренного сустава, что и является признаком дисплазии. Чтобы не допустить патологии в этой области, необходимо при малейшем нарушении в их формировании у ребенка без промедления обращаться к врачу. Если тазобедренный сустав имеет связанную с развитием ядра патологию, ее обнаружит УЗИ. Для ее выявления применяют и методы сонографического исследования. Часто может потребоваться и рентгенологическое исследование таза. Рентгеновский снимок для этого выполняется в прямой проекции. Он дает возможность врачам получать максимально точную информацию о наличии или отсутствии патологии.

Существуют специальные ортопедические приспособления для того, чтобы тазобедренный сустав у ребенка развивался нормально. Когда есть задержка развития его головки, ортопеды назначают лечение и профилактику рахита. В таких случаях врачи назначают и ношение специальной шины. Его эффективно укрепляет электрофорез и массаж. Стабилизировать тазобедренный сустав помогают ванночки с морской солью и парафиновые аппликации.

Если у малыша есть оссификация, родителям непременно надо позаботиться, чтобы у него тазобедренный сустав не получил повреждений. Сажать или ставить ребенка на ножки категорически запрещается, пока не будет укреплен и стабилизирован тазобедренный сустав.

Профилактика для мам

Даже если в семье есть предрасположенность к оссификации и дисплазии тазобедренного сустава, всегда есть шанс поставить заслон недугу. Грамотно предпринимаемые профилактические меры защитят развивающийся тазобедренный сустав плода. Все начинается с питания. В период беременности женщина должна получать все необходимые витамины и микроэлементы. Они станут участвовать в формировании всех суставов ее еще не родившегося ребенка. При малейших признаках авитаминоза у малыша надо сразу обращаться к врачу. Авитаминоз, как и рахит, негативно влияет на опорно-двигательный аппарат малыша.

Во время кормления грудью женщина должна получать сбалансированное питание, чтобы и тазобедренный сустав малыша получал все необходимые минералы и микроэлементы. Чтобы опорно-двигательный аппарат развивался нормально, ребенок с 7 месяцев должен получать рацион, состоящий из дополнительных продуктов питания. Для развития опорно-двигательной системы полезны прогулки на свежем воздухе, массаж, зарядка, закаливание малыша. Однако все эти процедуры должны быть согласованы с лечащим врачом, который и поможет подобрать комплекс мер для развития тазобедренного сустава.

В осенне-зимний период для профилактики малышу обязательно надо будет принимать витамин D, который необходим для нормального его функционирования и роста.

В процессе эволюции претерпевали ряд изменений. Появлению новых органелл предшествовали преобразования в атмосфере и литосфере молодой планеты. Одним из значительных приобретений стало клеточное ядро. Эукариотические организмы получили, благодаря наличию обособленных органелл, существенные преимущества перед прокариотами и быстро стали доминировать.

Клеточное ядро, строение и функции которого несколько отличаются в разных тканях и органах, позволило повысить качество биосинтеза РНК и передачу наследственной информации.

Происхождение

На сегодняшний день есть две основные гипотезы об образовании эукариотической клетки. Согласно симбиотической теории органеллы (например, жгутики или митохондрии) когда-то были отдельными прокариотическими организмами. Предки современных эукариот поглотили их. В результате образовался симбиотический организм.

Ядро при этом сформировалось в результате выпячивания внутрь участка цитоплазматической было необходимым приобретением на пути освоения клеткой нового способа питания, фагоцитоза. Захват пищи сопровождался повышением степени подвижности цитоплазмы. Генофоры, представлявшие собой генетический материал прокариотической клетки и прикреплявшиеся к стенкам, попадали в зону сильного «течения» и нуждались в защите. В результате и образовалось глубокое впячивание участка мембраны, содержавшего прикрепленные генофоры. В пользу этой гипотезы свидетельствует тот факт, что оболочка ядра неразрывно связана с цитоплазматической мембраной клетки.

Существует и другая версия развития событий. Согласно вирусной гипотезе происхождения ядра, оно сформировалось в результате заражения клетки древней археи. В нее внедрился ДНК-вирус и постепенно получил полный контроль над жизненными процессами. Ученые, считающие эту теорию более правильной, приводят массу доводов в ее пользу. Однако на сегодняшний день нет исчерпывающего доказательства ни для одной из существующих гипотез.

Одно или несколько

Большая часть клеток современных эукариот имеет ядро. Подавляющее их число содержит только одну подобную органеллу. Существуют, однако, и клетки, которые утратили ядро по причине некоторых функциональных особенностей. К ним относятся, например, эритроциты. Встречаются и клетки с двумя (инфузории) и даже несколькими ядрами.

Структура клеточного ядра

Вне зависимости от особенностей организма, строение ядра характеризуется набором типичных органелл. От внутреннего пространства клетки оно отгорожено двойной мембраной. Внутренние и внешние ее прослойки в некоторых местах сливаются, образуя поры. Их функция заключается в обмене веществ между цитоплазмой и ядром.

Пространство органеллы заполнено кариоплазмой, также называемой ядерным соком или нуклеоплазмой. В ней размещается хроматин и ядрышко. Иногда последний из названных органоид клеточного ядра присутствует не в единственном экземпляре. У некоторых же организмов ядрышки, наоборот, отсутствуют.

Мембрана

Ядерная оболочка образована липидами и состоит из двух слоев: наружного и внутреннего. По сути, это та же клеточная мембрана. Ядро сообщается с каналами эндоплазматической сети через перинуклеарное пространство, полость, образованную двумя слоями оболочки.

Наружная и внутренняя мембрана имеют свои особенности в строении, однако в целом довольно похожи.

Ближайший к цитоплазме

Наружный слой переходит в мембрану эндоплазматической сети. Ее основное отличие от последней — значительно более высокая концентрация белков в структуре. Мембрана, непосредственно контактирующая с цитоплазмой клетки, покрыта слоем рибосом с наружной стороны. С внутренней мембраной она соединяется многочисленными порами, представляющими собой довольно крупные белковые комплексы.

Внутренний слой

Обращенная в клеточное ядро мембрана, в отличие от наружной, гладкая, не покрытая рибосомами. Она ограничивает кариоплазму. Характерная особенность внутренней мембраны — слой ядерной ламины, выстилающий ее со стороны, соприкасающейся с нуклеоплазмой. Эта специфическая белковая структура поддерживает форму оболочки, участвует в регуляции экспрессии генов, а также способствует прикреплению хроматина к мембране ядра.

Обмен веществ

Взаимодействие ядра и цитоплазмы осуществляется через Они представляют собой довольно сложные структуры, образованные 30 белками. Количество пор на одном ядре может быть разным. Он зависит от типа клетки, органа и организма. Так, у человека клеточное ядро может иметь от 3 до 5 тысяч пор, у некоторых лягушек оно доходит до 50 000.

Главная функция пор — обмен веществ между ядром и остальным пространством клетки. Некоторые молекулы проникают сквозь поры пассивно, без дополнительных затрат энергии. Они обладают небольшими размерами. Транспортировка крупных молекул и надмолекулярных комплексов требует расхода определенного количества энергии.

Из кариоплазмы в клетку попадают синтезируемые в ядре молекулы РНК. В обратном направлении транспортируются белки, необходимые для внутриядерных процессов.

Нуклеоплазма

Строение ядерного сока меняется в зависимости от состояния клетки. Их два — стационарное и возникающее в период деления. Первое характерно для интерфазы (время между делениями). При этом ядерный сок отличается равномерным распределением нуклеиновых кислот и неструктурированными молекулами ДНК. В этот период наследственный материал существует в виде хроматина. Деление клеточного ядра сопровождается преобразованием хроматина в хромосомы. В это время изменяется строение кариоплазмы: генетический материал приобретает определенную структуру, ядерная оболочка разрушается, и кариоплазма смешивается с цитоплазмой.

Хромосомы

Основные функции нуклеопротеидных структур преобразованного на время деления хроматина — хранение, реализация и передача наследственной информации, которую содержит клеточное ядро. Хромосомы характеризуются определенной формой: делятся на части или плечи первичной перетяжкой, также называемой целомерой. По ее расположению выделяют три типа хромосом:

• палочкообразные или акроцентрические: для них характерно размещение целомеры практически на конце, одно плечо получается очень маленьким;
• разноплечие или субметацентрические обладают плечами неравной длины;
• равноплечие или метацентрические.

Набор хромосом в клетке называется кариотипом. У каждого вида он фиксирован. При этом разные клетки одного организма могут содержать диплоидный (двойной) или гаплоидный (одинарный) набор. Первый вариант характерен для соматических клеток, в основном составляющих тело. Гаплоидный набор — привилегия половых клеток. Соматические клетки человека содержат 46 хромосом, половые — 23.

Хромосомы диплоидного набора составляют пары. Одинаковые нуклеопротеидные структуры, входящие в пару, называются аллельными. Они имеют одинаковое строение и выполняют одни и те же функции.

Структурной единицей хромосом является ген. Он представляет собой участок молекулы ДНК, кодирующий определенный белок.

Ядрышко

Клеточное ядро обладает еще одним органоидом — это ядрышко. Оно не отделяется от кариоплазмы мембраной, но при этом его легко заметить во время изучения клетки с помощью микроскопа. Некоторые ядра могут иметь несколько ядрышек. Существуют и такие, в которых подобные органоиды отсутствуют совсем.

По форме ядрышко напоминает сферу, имеет достаточно небольшие размеры. В его состав входят различные белки. Основная функция ядрышка — синтез рибосомных РНК и самих рибосом. Они необходимы для создания полипептидных цепей. Ядрышки образуются вокруг специальных участков генома. Они получили название ядрышковых организаторов. Здесь содержатся гены рибосомной РНК. Ядрышко, кроме прочего, является местом с наибольшей концентрацией белка в клетке. Часть белков необходима для выполнения функций органоида.

В составе ядрышка выделяют два компонента: гранулярный и фибриллярный. Первый представляет собой созревающие субъединицы рибосом. В фибриллярном центре осуществляется Гранулярный компонент окружает фибриллярный, расположенный в центре ядрышка.

Клеточное ядро и его функции

Роль, которую играет ядро, неразрывно связана с его строением. Внутренние структуры органоида совместно реализуют важнейшие процессы в клетке. Здесь размещается генетическая информация, которая определяет строение и функции клетки. Ядро отвечает за хранение и передачу наследственной информации, осуществляющееся во время митоза и мейоза. В первом случае дочерняя клетка получает идентичный материнскому набор генов. В результате мейоза образуются половые клетки с гаплоидным набором хромосом.

Другая не менее важная функция ядра — регуляция внутриклеточных процессов. Она осуществляется в результате контроля синтеза белков, отвечающих за строение и функционирование клеточных элементов.

Влияние на белковый синтез имеет еще одно выражение. Ядро, контролируя процессы внутри клетки, объединяет все ее органоиды в единую систему с отлаженным механизмом работы. Сбои в нем приводят, как правило, к гибели клетки.

Наконец, ядро является местом синтеза субъединиц рибосом, которые отвечают за образование все того же белка из аминокислот. Рибосомы незаменимы в процессе транскрипции.

Представляет собой более совершенную структуру, чем прокариотическая. Появление органоидов с собственной мембраной позволило повысить эффективность внутриклеточных процессов. Формирование ядра, окруженного двойной липидной оболочкой, играло в этой эволюции очень важную роль. Защита мембраной позволила освоить древним одноклеточным организмам новые способы жизнедеятельности. Среди них был фагоцитоз, который по одной из версий привел к появлению симбиотического организма, позже ставшего прародителем современной эукариотической клетки со всеми характерными для нее органоидами. Клеточное ядро, строение и функции некоторых новых структур позволили задействовать кислород в метаболизме. Следствием этого стало кардинальное изменение в биосфере Земли, была заложена основа для формирования и развития многоклеточных организмов. Сегодня эукариотические организмы, к которым относится и человек, доминируют на планете, и ничто не предвещает изменений в этом плане.

Японские ученые считают, что установили личность «потерянного элемента» в ядре Земли. Они искали этот элемент многие десятилетия, полагая, что он составляет значительную часть центра нашей планеты после железа и никеля. Теперь, воссоздав условия высоких температур и давлений глубоко в недрах планеты, при помощи экспериментов ученые установили: наиболее вероятным кандидатом является кремний.

Это открытие может помочь нам лучше понять, как сформировался наш мир.

Ведущий исследователь Эйдзи Отани из Университета Тохоку сообщил следующее: «Мы считаем, что кремний является одним из основных элементов - около 5% по весу во внутреннем ядре Земли может занимать кремний, растворенный в железо-никелевых сплавах».

Самая внутренняя часть Земли, как полагают, представляет собой твердый шар с радиусом в 1200 км. Она слишком глубока, чтобы ее можно было исследовать напрямую, поэтому вместо этого ученые изучают, как сейсмические волны проходят через эту область и раскрывают данные о составе.

Внутреннее ядро по большей части состоит из железа, на которое приходится 85% веса, и никеля, на который приходится около 10% ядра. Чтобы найти неизвестные 5% ядра, Эйдзи Отани и его команда создали сплавы железа и никеля и смешали их с кремнием. Затем они подвергли их воздействию огромных давлений и температур, которые имеют место во внутреннем ядре.

Ученые обнаружили, что эта смесь соответствует тому, что показывали сейсмические данные о недрах Земли. Профессор Отани говорит, что необходима дальнейшая работа, которая подтвердит наличие кремния и не исключает наличие других элементов.

Формирование ядра

Комментируя исследование, профессор Саймон Редферн из Кембриджского университета в Великобритании говорит следующее: «Эти трудные эксперименты оказались весьма интересными, поскольку открывают окошко в недра Земли, какими они были сразу после формирования ядра 4,5 миллиарда лет назад, когда ядро только начало отделяться от твердых частей Земли. Но другие недавно проведенные работы также указывают на важную роль кислорода в ядре».

Он говорит, что знание того, что есть в ядре, поможет ученым лучше понять условия, которые были во время формирования Земли. В частности, было ли тогда много кислорода, либо же он был ограничен. Если в ядре Земли оказалось много кремния четыре с лишним миллиарда лет назад, остальная часть планеты оказалась бы относительно богатой кислородом. Если нет, кислород был всосан в ядро, и окружающая твердая мантия оказалась бедна на этот элемент.

«В некотором смысле два этих варианта представляют собой реальные альтернативы, зависящие от условий, преобладающих на Земле во время формирования ядра. Новая работа добавляет глубины нашему пониманию, но я уверен, что это не последнее слово в этой истории».