Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Arizony (ASU) obserwowali tworzenie się kryształów krzemowych w warstwie ciekłego stopu żelaza i wodoru. Zjawisko to zachodziło w warunkach wysokiego ciśnienie oraz temperatury, symulujących te występujące w jądrze zewnętrznym. Szczegóły opisano w czasopiśmie Nature.
Czytaj też: Zewnętrzne jądro Ziemi doświadcza zmian. Czego możemy się dowiedzieć?
W jądrze Ziemi pada śnieg
Kryształy mają wystarczająco dużo krzemu, aby były lżejsze od cieczy, dzięki czemu “unoszą się” w ciekłym stopie żelaza. Efekt jest taki, jakby w jądrze zewnętrznym “padał śnieg”.
Krystalizację stopu bogatego w krzem zaobserwowaliśmy podczas eksperymentów w śnieżne zimowe dni w Chicago. To interesujące, że takie zachowanie może prowadzić do unoszenia się bogatego w krzem “śniegu” w jądrze zewnętrznym. Prof. Sang-Heon Dan Shim z ASU
Bogaty w krzem “śnieg”, który unosi się w jądrze zewnętrznym, może pomóc wyjaśnić niektóre geofizyczne anomalie. Materiał ten we wnętrzu Ziemi przemieszcza się w kierunku płaszcza, zniekształcają fale dźwiękowe w nietypowy sposób.
W laboratorium odtworzono warunki panujące w jądrze zewnętrznym – choć oczywiście w ograniczonym zakresie. Stop żelazowo-krzemowy został zamknięty w gazie wodorowo-argonowym, a następnie ściśnięty w komorze diamentowej. Urządzenia te są często używane przez geologów do symulacji poziomów kompresji porównywalnych z tymi, które panują we wnętrzach planet – w tym Ziemi. Uzyskaną w ten sposób próbkę ogrzewano za pomocą laserów Advanced Photon Source w Argonne National Laboratory i monitorowano przy pomocy promieni rentgenowskich.
Nasz zespół opracował nową metodę, w której wodór jest mieszany z argonem w komorach diamentowych. Argon nie reaguje z próbką, ale hamuje dyfuzję wodoru do komór, umożliwiając nam osiągnięcie ekstremalnych warunków w laboratorium. Prof. Sang-Heon Dan Shim
Lepsze zrozumienie tego, co znajduje się w jądrze zewnętrznym jądrze, jak się porusza i jak może to wpływać na jego interakcję z płaszczem, ma kluczowe znaczenie dla geofizyków, ale nie tylko. Obserwując zjawiska zachodzące we wnętrzu naszej planety, możemy odpowiedzieć sobie na pytania: co może zachodzić na obcych światach i jakie może mieć to potencjalne konsekwencje dla rozwoju życia.
Czytaj też: Jądro Ziemi rośnie w asymetryczny sposób. Naukowcy mają potencjalne wyjaśnienie zagadki
