Co naprawdę kryje jądro Ziemi? Naukowcy odkrywają niespodziewany stan
Ziemia ma wewnątrz jądro, podobnie jak wiele innych planet. Przez dekady sądzono, że z zewnątrz jest ono ciekłe, a w środku w stanie stałym. Grupa naukowców przeprowadziła badania i te wykazały, że wewnątrz jądra Ziemi może istnieć tajemniczy stan materii. Jest on częściowo stały oraz ciekły. Jak to możliwe?
Pogląd na jądro Ziemi od dekad był ten sam. Fizycy twierdzili, że jego zewnętrzna część jest płynna. Natomiast w środku stan skupienia jest stały, co jest spowodowane ogromnym ciśnieniem. Czy istnieje coś pomiędzy? Chińscy naukowcy twierdzą, że jest to bardzo prawdopodobne.
Jądro Ziemi skrywa tajemniczy stan materii
Chińscy fizycy z Uniwersytetu Syczuańskiego w Chinach przeprowadzili eksperymenty z użyciem stopu żelaza i węgla. Badania wykazały, że wewnątrz jądra Ziemi może występować dodatkowy stan materii. Ma on cechy stanu ciekłego, jak i stałego.
Po raz pierwszy eksperymentalnie wykazaliśmy, że stop żelaza i węgla w warunkach jądra Ziemi wykazuje wyjątkowo niską prędkość ścinania
"W tym stanie atomy węgla stają się bardzo ruchliwe, dyfundując przez krystaliczną strukturę żelaza niczym dzieci pląsające w tańcu, podczas gdy samo żelazo pozostaje stałe i uporządkowane. Ta tak zwana faza nadjonowa drastycznie zmniejsza sztywność stopu" - dodaje Youjun Zhang.
Nowe odkrycie odpowiedzią na starsze pomiary
Jądro Ziemi jest schowane zbyt głęboko i nie jesteśmy w stanie tam dotrzeć. Dotychczasowa wiedza o tym fragmencie planety opiera się głównie na badaniach sejsmicznych. W trakcie tych analiz natrafiano na różne anomalie. Na przykład pewne fale zwalniały, a inne pomiary sugerowały stan zbliżony do masła zamiast sztywnej stali.
Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk już w 2022 r. sugerowali, że rozwiązaniem tej zagadki może być superjonowość, ale była to tylko teoria. Kilka lat później udało się to potwierdzić w ramach eksperymentu.
Chińscy naukowcy nie uzyskali warunków jądra Ziemi
W trakcie badań naukowcy z Państwa Środka wykorzystali pociski żelazowo-węglowe, które wystrzeliwano z prędkością 7 km/s w kierunku tarczy z wysoce ściśliwego fluorku litu. W ten sposób próbki udało się poddać ciśnieniu do 140 gigapaskali oraz temperaturze sięgającej blisko 2600 kelwinów (2327°C).
Nie są to warunki, które występuje w jądrze Ziemi, gdzie ciśnienie waha się od 330 do 360 gigapaskali, a temperatury sięgają od 5 tys. do 6 tys. kelwinów. Jednak te uzyskane w warunkach laboratoryjnych były na tyle bliskie, aby można było odtworzyć warunki istniejące w takim środowisku wewnątrz planety.
Odkrycie chińskich naukowców jest z pewnością bardzo ważne, bo obraz jądra Ziemi do niedawna miał postać statyczną. Teraz przechodzi ona w kierunku dynamicznym, gdzie może się dziać znacznie więcej niż sugerowała dotychczasowa wiedza.
