Модель ядра Земли

Европейским космическим агентством на сегодняшний день проводится уникальный эксперимент на борту МКС. Астронавту Андре Кейперсу поручена работа с экспериментальной установкой Geoflow. Эта установка позволяет создавать сложные структуры, такие как «модель ядра Земли». Все процессы, которые протекают на больших глубинах под литосферными плитами, благодаря этому прибору могут моделироваться в реальном времени. 

Это может звучать достаточно странно, ведь космическая станция летит по орбите, расположенной на высоте в 400 километров над поверхностью Земли, а ученых, прежде всего, интересуют  те процессы, которые протекают на глубинах в 3 тысячи километров. Но условия микрогравитации, которые имеются на МКС, позволяют проводить уникальные по своей структуре и результатам экспериментальные исследования. Они позволяют объяснить все процессы, которые протекают в районах с полужидкой мантией. Она меняется в соответствии с испытываемыми давлениями температурами. Geoflow позволяет достаточно точно имитировать структуры, расположенные на большой глубине под поверхностью Земли. Геофизикам очень нужно знать о том, какие процессы происходят в жидком веществе мантии, как изменяются потоки этой «жидкости». Эти данные можно использовать на практике. Так как подобное знание позволит достаточно точно предположить, где в ближайшее время могут произойти извержения вулканов или крупные землетрясения.

Сегодня изучение внутренних процессов проводятся и на Земли, но глубина самой большой шахты составит всего 12 километров, что, конечно, недостаточно для серьезных исследований. И в ближайшем будущем ученые, навряд ли смогут подобраться к жидкой мантии  еще ближе. Поэтому, чтобы хоть как то приблизиться к разгадке этой тайны, ученые из Германии университета Коттобус, воссоздали некоторые движения в мантии в лабораторных условиях. Но на Земле эти эксперименты проводить затруднительно из-за наличия гравитации, поэтому часть экспериментов была перенесена на орбиту, где есть благоприятные условия для проведения этих работ. Geoflow – это специальная конструкция, в которую входят две вращающиеся сферы, между которыми находится жидкость, они имитирует мантию. При помощи высоковольтных полей электрического происхождения, на этих сферах устанавливается искусственный уровень гравитации.

Geoflow использует достаточно низкую скорость вращения сфер, и для Андре Кейперса есть хорошая возможность для изучения того, какие разницы в давлении и температурах происходят в разных участках этих сфер. Можно точно контролировать температуру, ее можно настроить с точностью до десятых долей градуса. Geoflow уже принес свои первые результаты. В процессе экспериментов были обнаружены столбы горячей жидкости, которые предполагались по компьютерным моделям. На земле такие столбы вызывают извержение вулканов на Гавайах, в результате того, что происходит резкий перепад температуры.