Дијамантски наковањ: Направљен материјал који открива тајне Земљиних дубина

Физичари су искористили дијамантски наковањ за трансформацију гвожђа, откривајући на тај начин најдубље Земљине тајне.

Физичари су постигли велико откриће коришћењем дијамантског наковња за компримовање гвожђа у облик за који се верује да постоји дубоко у Земљином језгру. Добијена супстанца, позната као хексаферум или епсилон гвожђе(ϵ-Fe), стабилна је само под огромним притисцима.

Физичари сматрају да ова посебна фаза гвожђа чини значајан део Земљиног језгра, а разумевање његових особина могло би да расветли разлоге који стоје иза варијација у правцу текстуре језгра, које се називају анизотропија.

Изазов у разумевању Земљиног језгра лежи у реплицирању њених услова, с обзиром на то да површинско окружење карактерише много нижи атмосферски притисак. Међутим, коришћењем дијамантног наковња и применом топлоте, истраживачи могу да симулирају сценарије високог притиска за краће време.

Физичар Ањез Дувал и њен тим са Универзитета Парис-Сацлаи у Француској позабавили су се тим проблемом постепеним преласком са ферита, или алфа гвожђа, које постоји при атмосферском притиску, на хексаферијум. Обично, примена високог притиска на ферит доводи до његовог разбијања у неупотребљиве ситне кристале, ометајући проучавање његових еластичних својстава.

Дувалин приступ укључивао је постављање феритних кристала унутар дијамантног наковња у вакуумском грејачу. Притисак је подигнут на 7 гигапаскала, а температура на 800 Келвина (537 степени Целзијусове скале), што је довело до међуфазе гвожђа зване аустенит или гама гвожђе. Ова међуфаза је глатко прешла у хеxаферрум при притиску између 15 и 33 гигапаскала на 300 Келвина (27 степени Целзијуса).

Користећи синкротронски сноп у Европском постројењу за синкротронско зрачење, научници су анализирали својства хексаферума. За разлику од тренутног разумевања Земљиног језгра заснованог на сеизмичким подацима, који откривају разлике у ширењу акустичних таласа, студија је имала за циљ да утврди стварни састав језгра и његов одговор на такве таласе.

Дувалин тим открио је да еластичност хексаферума варира у правцу, при чему се таласи шире брже дуж одређене осе. Ова зависност од смера остаје конзистентна чак и током флуктуација притиска, што указује на њено понашање у екстремном окружењу унутрашњег језгра, која доживљава притиске до 360 гигапаскала. Ово откриће је у складу са запажањима кретања сеизмичких таласа унутар наше планете.

Резултати истраживања, објављеног у часопису „Физикал ривју летрс“, сугеришу да би методологија тима могла да послужи као драгоцено средство за стицање увида у ванредне услове који превладавају у Земљином језгру, преноси Сајенс алерт.