Zarejestruj się teraz

Zaloguj sie

Zgubione hasło

Zgubiłeś swoje hasło? Wprowadź swój adres e-mail. Otrzymasz link i utworzysz nowe hasło e-mailem.

Dodaj post

Musisz się zalogować, aby dodać post .

Dodaj pytanie

Aby zadać pytanie, musisz się zalogować.

Zaloguj sie

Zarejestruj się teraz

Witamy na stronie Scholarsark.com! Twoja rejestracja zapewni Ci dostęp do większej liczby funkcji tej platformy. Możesz zadawać pytania, wnosić wkład lub udzielać odpowiedzi, przeglądaj profile innych użytkowników i wiele więcej. Zarejestruj się teraz!

Nowa teoria wyjaśnia, dlaczego jądro Ziemi się nie topi

Geolodzy szacują, że w jądrze Ziemi panuje upał 5,700 K (5,427° C, 9,800° F), stawiając ją mniej więcej na równi z powierzchnią Słońca – a jednak wewnętrzne jądro jest solidną kulą żelaza. Dlaczego się nie upłynnia, jest trochę tajemnicą, ale teraz badanie przeprowadzone przez Królewski Instytut Technologii KTH przedstawia nową teorię, symulując, jak stałe żelazo może zachować stabilność atomową w tak ekstremalnych warunkach.

Nowa teoria może wyjaśnić, dlaczego wewnętrzne jądro Ziemi pozostaje w postaci stałego żelaza, pomimo ekstremalnych temperatur(Kredyt: Shad.off/Depositphotos)

Tutaj, na powierzchni Ziemi, atomy żelaza układają się w sześciany, w tak zwanej sześcianie skupionej na ciele (BCC) faza. Ponieważ ten stan jest iloczynem temperatury pokojowej i normalnego ciśnienia, naukowcy od dawna wierzyli, że żelazo nie może istnieć w tej formie w skrajnych temperaturach i wysokim ciśnieniu panującym w centrum planety. W tych warunkach, oczekiwano, że krystaliczna architektura żelaza przybierze kształt sześciokąta, w stanie zwanym sześciokątnym zwartym (pracownik służby zdrowia) faza.

Korzystanie ze szwedzkiego superkomputera Triolith, w nowym badaniu przeprowadzonym przez KTH zebrano większe ilości danych, niż analizowano wcześniej. Dane wykazały, że rdzeń prawdopodobnie składał się z 96 procent czystego żelaza, a pozostałe cztery procent składa się z niklu i niektórych lekkich pierwiastków. Ale najważniejsze, badanie wykazało, że żelazo BCC rzeczywiście może istnieć w rdzeniu, a jego struktura krystaliczna pozostaje stabilna dzięki tym samym cechom, które wcześniej zakładano, że ją destabilizują.

“W warunkach panujących w jądrze Ziemi, Żelazo BCC wykazuje nigdy wcześniej nie obserwowany wzór dyfuzji atomowej,” mówi Anatolij Biełonoszko, jeden z autorów badania. “Wygląda na to, że dane eksperymentalne potwierdzające stabilność żelaza BCC w rdzeniu były przed nami – tylko nie wiedzieliśmy, co to tak naprawdę oznacza.”

Struktury krystaliczne można podzielić na “samoloty” atomów – tj, dwuwymiarowe warstwy atomów. Więc, atomy żelaza w fazie sześciennej są ułożone w dwóch płaszczyznach po cztery atomy, tworzących osiem narożników sześcianu. Struktury te są zwykle dość niestabilne, z samolotami wytracającymi kształt, ale w ekstremalnych temperaturach, warstwy, które się zsunęły, są ponownie umieszczane w mieszance, zachodzi na tyle niezawodnie, że stabilizuje konstrukcję.

Ta dyfuzja zwykle niszczy strukturę kryształu poprzez jej upłynnienie, ale w tym przypadku, żelazu udaje się zachować swoją strukturę BCC. Naukowcy porównują samoloty do kart w talii.

“Przesuwanie się tych płaszczyzn przypomina trochę tasowanie talii kart,” – mówi Biełonoszko. “Mimo że karty są ułożone w różnych miejscach, pokład nadal pozostaje pokładem. podobnie, żelazo BCC zachowuje swoją sześcienną strukturę. Faza BCC przebiega pod hasłem: 'Co mnie nie zabije to mnie wzmocni.’ Niestabilność zabija fazę BCC w niskiej temperaturze, ale sprawia, że ​​faza BCC jest stabilna w wysokiej temperaturze.”

Odkrycie to pomaga także wyjaśnić inną tajemnicę wnętrza Ziemi: dlaczego fale sejsmiczne przemieszczają się szybciej od bieguna do bieguna niż ze wschodu na zachód, przez rdzeń? Zjawisko to zostało wyjaśnione anizotropią rdzenia, co oznacza, że ​​ma kierunkową teksturę przypominającą słoje drewna. Jeśli ta tekstura biegnie z północy na południe, można było się spodziewać takiej różnicy, a stabilne żelazo w fazie BCC mogłoby stworzyć tę teksturę.

“Unikalne cechy fazy Fe BCC, takie jak samodyfuzja w wysokiej temperaturze, nawet w czystym, stałym żelazie, może być odpowiedzialny za powstawanie wielkoskalowych struktur anizotropowych potrzebnych do wyjaśnienia anizotropii wewnętrznego jądra Ziemi,” – mówi Biełonoszko. “Dyfuzja umożliwia łatwe teksturowanie żelaza w odpowiedzi na wszelkie naprężenia.”


Źródło: newatlas.com, przez Michaela Irvinga

Zostaw odpowiedź