تشرح نظرية جديدة لماذا لا تذوب لب الأرض

ويقدر علماء الجيولوجيا أن لب الأرض هو قائظ 5,700 ك (5,427° C, 9,800F), وضعه حول على قدم المساواة مع سطح الشمس - وبعد النواة الداخلية هو كرة قوية من الحديد. لماذا لا تسييله قليلا من الغموض, ولكن الآن دراسة من المعهد الملكي للتكنولوجيا KTH يضع نظرية جديدة إلى الأمام, محاكاة كيف الحديد الصلبة يمكن أن تبقى مستقرة بالذرة في ظل هذه الظروف القاسية.

هنا على سطح الأرض, ذرات الحديد ترتيب أنفسهم إلى مكعبات, في ما يعرف باسم مكعب محورها الجسم (BCC) مرحلة. وبما أن هذه الدولة هي نتاج درجة حرارة الغرفة والضغط العادي, العلماء يعتقدون لفترة طويلة أن الحديد لا يمكن أن توجد في هذا النموذج في درجات الحرارة حارق والضغط الشديد على مركز الكوكب. في ظل هذه الظروف, وكان من المتوقع أن تأخذ على شكل مسدس العمارة الكريستال الحديد, في حالة تسمى سداسية قريبة معبأة (المندوبية) مرحلة.

باستخدام Triolith العملاق السويدية, دراسة جديدة من KTH داسوا كميات أكبر من البيانات من سبق تحليلها. وأشارت البيانات إلى أن جوهر كان من المحتمل تتألف من 96 في المئة الحديد النقي, مع أربعة في المئة المتبقية تتكون من النيكل وبعض العناصر الخفيفة. ولكن الأهم من ذلك, وجدت الدراسة أن BCC الحديد يمكن أن توجد في الواقع في قلب, مع التركيب البلوري ما تبقى بفضل مستقرة لخصائص ذاتها التي كان يفترض سابقا لزعزعة استقرارها.

“في ظل ظروف الأساسية الأرض, BCC الحديد نمطا من نشر الذري أبدا لاحظت قبل,” يقول اناتولي Belonoshko, أحد معدي الدراسة. “ويبدو أن البيانات التجريبية تؤكد استقرار الحديد BCC في قلب كانت أمامنا - ونحن لا نعرف ما يعني ذلك حقا.”

هياكل الكريستال يمكن وصفه أنه يجري تقسيمها إلى “طائرات” من الذرات - وهذا هو, طبقات ثنائية الأبعاد من ذرات. وبالتالي, يتم ترتيب ذرات الحديد في مرحلة مكعب في طائرتين من أربع ذرات, التي تشكل ثمانية زوايا مكعب. هذه الهياكل هي عادة غير مستقرة إلى حد ما, مع طائرات انزلاق للخروج من الشكل, ولكن في درجات الحرارة القصوى, وإعادة إدراجها الطبقات التي الانزلاق بعيدا في مزيج, تحدث موثوق بما فيه الكفاية أن يستقر هيكل.

هذا الانتشار عادة يدمر البنية البلورية التي كتبها liquifying ذلك, ولكن في هذه الحالة, يدير الحديد للحفاظ على هيكل BCC لها. الباحثون يشبهون الطائرات إلى البطاقات في سطح السفينة.

“انزلاق هذه الطائرات هو قليلا مثل خلط أوراق اللعب,” يقول Belonoshko. “على الرغم من أن يتم وضع البطاقات في المواقف المختلفة, سطح السفينة لا تزال على سطح السفينة. بطريقة مماثلة, يحتفظ الحديد BCC هيكلها مكعب. المرحلة BCC يمر شعار: 'ما لا يقتلني يجعلني اقوى.’ عدم الاستقرار يقتل المرحلة BCC في درجة حرارة منخفضة, ولكن يجعل المرحلة BCC مستقرة في درجة حرارة عالية.”

يساعد هذا الاكتشاف أيضا شرح-الداخلي الأرض سر آخر: لماذا الموجات الزلزالية السفر أسرع القطب-إلى القطب من الشرق إلى الغرب, من خلال جوهر? وقد سبق بيان هذه الظاهرة من قبل كائن متباين الخواص الأساسية, وهذا يعني أنه يحتوي على مادة الاتجاه مثل الحبوب من الخشب. إذا كان يتم تشغيل هذا الملمس بين الشمال والجنوب, ومن المتوقع أن الفرق, ومستقرا BCC المرحلة الحديد يمكن أن يخلق هذا الملمس.

“ميزات فريدة من المرحلة الحديد BCC, مثل ارتفاع درجة الحرارة نشر الذاتي حتى في الحديد الصلب النقي, قد تكون مسؤولة عن تشكيل الهياكل متباين الخواص على نطاق واسع يحتاج إلى شرح تباين النواة الداخلية الأرض,” يقول Belonoshko. “نشر يسمح التركيب السهل الحديد في الرد على أي إجهاد.”

مصدر: newatlas.com, مايكل ايرفينغ