A kutatók egy újfajta számítás segítségével közelebb kerültek ahhoz, hogy megtudják, mi is zajlik pontosan a Föld középpontjában.
A Föld belső magját leginkább a vas uralja, amely szilárd anyagként több kristályos formában is létezhet – ez a tulajdonsága lehetővé teszi, hogy a vas más elemekkel ötvözetek formájában egyesüljön. A vas szobahőmérsékleten legstabilabb formája a egyszerű köbös (bcc) szerkezet, míg rendkívül magas nyomás esetében a lapcentrált köbös (hcp) fázisban mondható el ugyanez. Jelentős vita tárgyát képezi azonban a vas szerkezete a Föld középpontjában.
A Geophysical Research Letters folyóiratban megjelent új tanulmányban Yang Sun és munkatársai egy lépéssel közelebb jutottak a válaszhoz.
Ez is érdekelhet: Így figyelhető meg legegyszerűbben a Föld forgása
A kutatók általában az atomi kölcsönhatás kétféle szimulációját használják a vas olvadási hőmérsékletének becsléséhez a belső magban: a klasszikus és az ab initio szimulációt. Mindkét megközelítésnek vannak előnyei és hátrányai, de eddig egyik sem adott egyértelmű választ.
Az új tanulmányban a tudósok áthidalták a két szimulációs stratégiát, hogy kiszámítsák a hcp és bcc vas olvadási hőmérsékletét a Föld magjában.
Azt találták, hogy a hcp állapot a vas stabil fázisa a belső magban. A hcp vas olvadási hőmérséklete mindig magasabb, mint a bcc formáé, de ez a különbség nagyon kicsi. A belső mag határát megközelítő nyomáson a tanulmány a hcp fázis esetében 6 357 ± 45 K (kelvin), a bcc fázis esetében pedig 6 168 ± 80 K olvadási hőmérsékletet jelent. A mag középpontjához hasonló nyomáson az olvadási hőmérséklet 6,692 ± 45 K volt a hcp és 6,519 ± 80 K a bcc esetében.
A szakemberek szerint a kutatás új perspektívákat kínál a Föld magjának szerkezetére, fejlődésére és dinamikájára vonatkozó tanulmányok számára. A tudósok szerint a jövőbeni munkáknak a nikkel és a könnyű elemek hatását is be kell vonniuk a belső mag szerkezetének szimulációiba.
Forrás: Phys.org
