Wewnętrze jądro Ziemi jest stałe, ale niezupełnie

Zazwyczaj o stanie superjonowym się w kontekście wielkich gazowych planet, takich Uran i Neptun, których jądra mogą być wypełnione – wskazują na to eksperymenty laboratoryjne – lodem superjonowym, w którym atomy tlenu tworzą względnie sztywną sieć krystaliczną, podczas gdy atomy wodoru po utracie elektronów stają się jonami przemieszczającymi się swobodnie niczym ciecz.

Stałe jądro Ziemi to znajdująca się w centrum planety kula żelaza o średnicy ok. 2500 km. Poza żelazem prawdopodobnie zawiera kilka procent niklu oraz niewielkie ilości lżejszych pierwiastków, takich jak tlen, siarka czy węgiel. Nikt tam nigdy nie zajrzał, ale wiadomo, że w jądrze stałym panuje ciśnienie miliony razy większe od tego na powierzchni Ziemi, a temperatura dorównuje tej, którą obserwujemy na powierzchni Słońca. W tak skrajnych warunkach z materią mogą dziać się dziwne rzeczy. Analizy fal sejsmicznych i symulacje komputerowe sugerują, że jądro wewnętrzne Ziem nie jest wcale tak sztywne, jak się wcześniej wydawało i może się zachowywać niczym miękki metal, bardziej przypominając miękkie masło, aniżeli sztywną stal. Jak to sprawdzić choćby pośrednio?

Na przeprowadzenie eksperymentu, którego celem było uzyskanie materii podobnej do tej, która tkwi w centrum naszego globu, zdecydowali się badacze z Chin. Przy pomocy lasera wprawiali w ruch próbki stopu żelaza z węglem, rozpędzając je w specjalnej komorze do gigantycznej prędkości 7 km/s, a więc niewiele mniejszej od pierwszej prędkości kosmicznej. W ten sposób wytwarzali ciśnienie ok. 1,3 mln razy większe od ciśnienia atmosferycznego oraz uzyskiwali temperaturę 2600 kelwinów. W tych warunkach atomy żelaza wciąż zachowały sztywny układ sieci krystalicznej, ale atomy węgla zaczęły się swobodnie przemieszczać, jakby zmieniły stan skupienia na ciekły.

„Tak właśnie może wyglądać wewnętrze jądro Ziemi. Tworzy je superjonowa materia, w której lekkie pierwiastki odgrywają rolę cieczy, a atomy żelaza pozostają niewzruszone i uporządkowane. Taka struktura centralnej strefy naszej planety tłumaczyłoby wiele jej zachowań” – napisali badacze w podsumowaniu artykułu opublikowanego w „National Science Review”, czasopiśmie Chińskiej Akademii Nauk wydawanym przez Oxford University Press.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.