नया सिद्धांत बताता है कि पृथ्वी का कोर क्यों नहीं पिघलता

भूवैज्ञानिकों का अनुमान है कि पृथ्वी का कोर तपता हुआ है 5,700 क (5,427डिग्री सेल्सियस, 9,800डिग्री फा), इसे सूर्य की सतह के बराबर रखने पर - और फिर भी आंतरिक कोर लोहे की एक ठोस गेंद है. यह द्रवित क्यों नहीं होता यह थोड़ा रहस्य है, लेकिन अब केटीएच रॉयल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी का एक अध्ययन एक नया सिद्धांत सामने रखता है, यह अनुकरण करते हुए कि ऐसी चरम स्थितियों में ठोस लोहा परमाणु रूप से कैसे स्थिर रह सकता है.

यहाँ पृथ्वी की सतह पर, लोहे के परमाणु स्वयं को घनों में व्यवस्थित कर लेते हैं, जिसे शरीर-केंद्रित घन के रूप में जाना जाता है (बीसीसी) चरण. चूँकि यह अवस्था कमरे के तापमान और सामान्य दबाव का उत्पाद है, वैज्ञानिकों का लंबे समय से मानना ​​है कि ग्रह के केंद्र में बढ़ते तापमान और तीव्र दबाव में लोहा इस रूप में मौजूद नहीं हो सकता है. उन शर्तों के तहत, लोहे की क्रिस्टल वास्तुकला से षट्भुज का आकार लेने की उम्मीद की गई थी, ऐसी अवस्था में जिसे हेक्सागोनल क्लोज़-पैक्ड कहा जाता है (एच.सी.पी) चरण.

स्वीडिश सुपरकंप्यूटर ट्रायोलिथ का उपयोग करना, केटीएच के नए अध्ययन में पहले के विश्लेषण की तुलना में बड़ी मात्रा में डेटा की कमी हुई. डेटा से संकेत मिलता है कि कोर संभवतः किससे बना था 96 प्रतिशत शुद्ध लोहा, शेष चार प्रतिशत निकल और कुछ हल्के तत्वों से बना है. लेकिन सबसे महत्वपूर्ण, अध्ययन में पाया गया कि बीसीसी आयरन वास्तव में कोर में मौजूद हो सकता है, इसकी क्रिस्टल संरचना उन्हीं विशेषताओं के कारण स्थिर बनी हुई है जिनके बारे में पहले यह माना जाता था कि यह इसे अस्थिर कर सकती हैं.

“पृथ्वी के कोर में स्थितियों के तहत, बीसीसी आयरन परमाणु प्रसार का एक ऐसा पैटर्न प्रदर्शित करता है जो पहले कभी नहीं देखा गया,” अनातोली बेलोनोशको कहते हैं, अध्ययन के लेखकों में से एक. “ऐसा प्रतीत होता है कि कोर में बीसीसी आयरन की स्थिरता की पुष्टि करने वाले प्रयोगात्मक डेटा हमारे सामने थे - हमें नहीं पता था कि वास्तव में इसका क्या मतलब है।”

क्रिस्टल संरचनाओं को विभाजित करने के बारे में सोचा जा सकता है “विमान” परमाणुओं का - अर्थात्, परमाणुओं की द्वि-आयामी परतें. इसलिए, एक घन चरण में लोहे के परमाणु चार परमाणुओं के दो तलों में व्यवस्थित होते हैं, एक घन के आठ कोने बनाना. ये संरचनाएँ सामान्यतः काफी अस्थिर होती हैं, विमानों के आकार से बाहर खिसकने के साथ, लेकिन अत्यधिक तापमान पर, जो परतें खिसक जाती हैं उन्हें फिर से मिश्रण में डाल दिया जाता है, इतना विश्वसनीय रूप से घटित होना कि यह संरचना को स्थिर कर दे.

यह प्रसार आम तौर पर क्रिस्टल संरचना को द्रवित करके नष्ट कर देता है, लेकिन इस मामले में, लोहा अपनी बीसीसी संरचना को संरक्षित करने का प्रबंधन करता है. शोधकर्ता विमानों की तुलना डेक में रखे पत्तों से करते हैं.

“इन विमानों का फिसलना कुछ-कुछ ताश के पत्तों को फेंटने जैसा है,” बेलोनोशको कहते हैं. “भले ही कार्ड अलग-अलग स्थिति में रखे गए हों, डेक अभी भी डेक है. वैसे ही, बीसीसी आयरन अपनी घन संरचना को बरकरार रखता है. बीसीसी चरण आदर्श वाक्य के अनुसार चलता है: 'जो चीज मुझे मारती नहीं, वह मुझे और मजबूत बना देती है।’ अस्थिरता कम तापमान पर बीसीसी चरण को नष्ट कर देती है, लेकिन बीसीसी चरण को उच्च तापमान पर स्थिर बनाता है।”

यह खोज एक अन्य आंतरिक-पृथ्वी रहस्य को समझाने में भी मदद करती है: भूकंपीय तरंगें पूर्व से पश्चिम की तुलना में ध्रुव से ध्रुव तक तेजी से क्यों चलती हैं?, कोर के माध्यम से? इस घटना को कोर के अनिसोट्रोपिक होने के कारण समझाया गया है, यानी इसकी दिशात्मक बनावट लकड़ी के दाने जैसी है. यदि वह बनावट उत्तर-दक्षिण की ओर चलती है, वह अंतर अपेक्षित होगा, और स्थिर बीसीसी चरण लोहा इस बनावट का निर्माण कर सकता है.

“Fe BCC चरण की अनूठी विशेषताएं, जैसे कि शुद्ध ठोस लोहे में भी उच्च तापमान का स्व-प्रसार, पृथ्वी की आंतरिक कोर अनिसोट्रॉपी को समझाने के लिए आवश्यक बड़े पैमाने पर अनिसोट्रोपिक संरचनाओं के निर्माण के लिए जिम्मेदार हो सकता है,” बेलोनोशको कहते हैं. “प्रसार किसी भी तनाव के जवाब में लोहे की आसान संरचना की अनुमति देता है।”

स्रोत: एक मौलिक वसा चयापचय प्रक्रिया, माइकल इरविंग द्वारा