Σε εργαστήριο αναδημιουργήθηκαν οι τρομακτικές συνθήκες του πυρήνα της Γης

Σ’ ένα πείραμα, που έγινε στο Caltech (Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας), συμπιέστηκε σίδηρος μεταξύ δύο διαμαντιών με πιέσεις 171 Giga pascals ή 1.7 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από αυτή που αισθανόμαστε εδώ στη Γη. Η ερευνητική ομάδα αξιοποίησε την τεχνική «Diamond Anvil Cells» για να συντρίψει μικροσκοπικά δείγματα του μετάλλου μεταξύ των δύο διαμαντιών, ενώ στη συνέχεια χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ, προχώρησε σε μετρήσεις δονήσεων, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα με αυτά των σεισμικών μετρήσεων από τον πυρήνα.

Τα αποτελέσματα της έρευνας, έδειξαν ότι ο σίδηρος λιώνει στους 5.800 βαθμούς Κελσίου μέσα στον πυρήνα (ακριβώς στο όριο μεταξύ του εσωτερικού στερεού πυρήνα και του εξωτερικού σε υγρή φάση), κάτι που θα μπορούσε να βοηθήσει στην κατανόηση των προσμίξεων που είναι παρούσες στην καρδιά του πλανήτη μας, και πώς λειτουργεί το «γεωδυναμό», που τροφοδοτεί το μαγνητικό πεδίο.

«Η μελέτη των ιδιοτήτων του σιδήρου είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του πώς ο πυρήνας συμπεριφέρεται», λέει η επικεφαλής της ομάδας Jennifer Jackson, φυσικός μεταλλειολόγος στο Caltech.

Έτσι, η κατανόηση των όσων συμβαίνουν στον πυρήνα της Γης, θα βοηθήσει τους επιστήμονες να καταλάβουν πώς σχηματίστηκε ο πλανήτης μας, καθώς και για ποιο λόγο τα μαγνητικά πεδία συμπεριφέρονται έτσι όπως γνωρίζουμε. 

 

Οι επιστήμονες ξέρουν εδώ και πολλά χρόνια ότι ο σίδηρος είναι το κύριο στοιχείο του πυρήνα, ωστόσο έπρεπε να μάθουν τον τρόπο με τον οποίο το στοιχείο αυτό συμπεριφέρεται στην τρομακτικά υψηλή πίεση που επικρατεί στο εσωτερικό του πλανήτη.

Οι πληροφορίες αυτές, σε συνδυασμό με τις υπόλοιπες παλμικές ιδιότητες (δονήσεις)που βρήκαν, έδωσαν στην ομάδα στοιχεία για τον υπολογισμό των προσμείξεων στον πυρήνα.

Με τη σύγκριση της πυκνότητας του σιδήρου στο εργαστήριο, ανακάλυψαν ότι σε ίδιες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, η πυκνότητα του σιδήρου στο εσωτερικό του πυρήνα είναι 5,5% μεγαλύτερη.

Σύμφωνα με τους ειδικούς το επόμενο βήμα είναι να εκτελεστούν παρόμοια πειράματα με κράματα σιδήρου με νικελίου καθώς και με διάφορα ελαφρά στοιχεία για να καθοριστεί ο τρόπος που επηρεάζονται η πυκνότητα και, ειδικότερα, οι παλμικές ιδιότητες του καθαρού σιδήρου. Ακολούθως θα είναι σε θέση να υπολογίσουν την ποσότητα των ελαφρών στοιχείων στον πυρήνα, για να καταλαβαίνουν καλύτερα τις σεισμικές παρατηρήσεις του πυρήνα.

"Υπάρχουν λίγα ελαφρά στοιχεία στον πυρήνα, όπως θείο, πυρίτιο, οξυγόνο, άνθρακας και υδρογόνο για παράδειγμα," λέει ο Caitlin Murphy, μέλος της ομάδας της  Jennifer Jackson. "Το πυρίτιο και το οξυγόνο είναι μερικά από τα πιο δημοφιλή, αλλά δεν έχουν μελετηθεί με μεγάλη λεπτομέρεια ακόμη. Έτσι, το πείραμα αυτό θα μας βοηθήσει να επεκτείνουμε τη μελέτη μας και στα ελαφρά στοιχεία του πυρήνα."

Πηγη

Posted in: επιστήμη