Nowe badania opublikowane 4 września 2025 roku w czasopiśmie Nature Communications sugerują silny związek między krystalizacją jądra Ziemi a jego zawartością węgla. Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego, Uniwersytetu w Leeds i University College London, wykorzystując symulacje komputerowe na poziomie atomowym, zaproponowali, że stężenie węgla wynoszące około 3,8% w jądrze mogło zainicjować jego zestalenie.
Odkrycie to sugeruje, że węgiel jest bardziej rozpowszechniony w jądrze Ziemi, niż wcześniej szacowano, i że odegrał on kluczową rolę w rozwoju stałego jądra wewnętrznego. Stałe jądro wewnętrzne jest niezbędne do utrzymania pola magnetycznego Ziemi, które chroni planetę przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym. Wyniki badań dostarczają istotnych informacji na temat głębokich procesów zachodzących we wnętrzu Ziemi i mają szersze implikacje dla nauk planetarnych.
Zrozumienie składu chemicznego jądra Ziemi jest kluczowe dla poznania ewolucji termicznej planety i mechanizmów napędzających jej pole magnetyczne. Symulacje komputerowe modelowały proces krzepnięcia stopionego żelaza pod ogromnym ciśnieniem i temperaturą. Wykazały one, że obecność węgla przyspiesza nukleację stałego żelaza, wspomagając tym samym formowanie się jądra wewnętrznego. W przeciwieństwie do niego, pierwiastki takie jak krzem i siarka spowalniają proces krzepnięcia.
Badania, finansowane przez Natural Environment Research Council (NERC), wskazują, że bez odpowiedniej ilości węgla, stałe jądro wewnętrzne mogłoby się w ogóle nie uformować. Obecność 3,8% węgla obniża wymaganą wartość wychłodzenia do zaledwie 266°C, co jest zgodne z dowodami geologicznymi i wiekiem jądra wewnętrznego, w przeciwieństwie do wcześniejszych modeli zakładających potrzebę wychłodzenia o 800-1000°C dla czystego żelaza.
To odkrycie rzuca nowe światło na złożoną chemię wnętrza naszej planety i jej wpływ na kluczowe procesy, takie jak generowanie pola magnetycznego, które jest fundamentem życia na Ziemi.