Fenomenálny vedecký úspech: Dokázali syntetizovať materiál, ktorý tvorí jadro Zeme
Vedcom sa prostredníctvom špeciálnej „pece“ podarilo úspešne „vykovať“ železo do podoby, v ktorej sa s najväčšou pravdepodobnosťou nachádza hlboko vo vnútri Zeme.
Technika použitá v žurnále Physical Review Letters podľa výskumníkov predstavuje vynikajúcu príležitosť na pochopenie extrémnych podmienok, ktoré panujú v strede našej planéty. Na tému upozornil ScienceAlert.
Jedinečný experiment priniesol jedinečný výsledok
V snahe pochopiť jadro našej planéty narážame na zásadný problém. Tu na povrchu je podmienky, ktoré panujú vo vnútri planéty, len veľmi ťažké reprodukovať. Napriek mnohým obmedzeniam však máme k dispozícii technológie, ktoré aspoň na veľmi krátky čas umožnia vytvoriť extrémne vysoký tlak a teplotu.
Jedným z týchto zariadení je tzv. „DAC“ (diamond anvil cell), ktoré pred pár rokmi zohralo aj dôležitú úlohu v novej teórii o vode na Zemi. Podľa nej voda nachádzajú sa na povrchu našej planéty pochádza z medzihviezdnej organickej hmoty.
DAC je v podstate zariadenie, ktoré sa využíva pri rôznych experimentoch na stlačenie malého (submilimetrového) kusu materiálu. Ide teda o zariadenie, v ktorom je kus hmoty vystavený vysokému tlaku medzi diamantovými nadstavcami.
DAC sa často používa na reprodukciu tlaku, aký existujú hlboko vo vnútri našej planéty a na syntetizovanie materiálov a fáz, ktoré nie sú pozorované za normálnych okolitých podmienok.
Tlak a teplota železného jadra dosahujú rádovo 150 – 350 GPa a zhruba 3000 °C. Pri týchto podmienkach sa podľa vedcov železo dostáva do fázy, ktorá sa nazýva hexaferrum alebo epsilon železo ϵ-Fe. Železo je v tejto fáze stabilné iba pri extrémne vysokom tlaku.
Práve preto sa vedci domnievajú, že železo sa v zemskom jadre nachádza v tejto podobe, pričom skúmanie tohto materiálu by malo pomôcť odhaliť niektoré doposiaľ nepochopené odchýlky v jeho štruktúre.
Čo priniesla nová štúdia?
Aj preto sa výskumníci v novej štúdii pokúsili dostať železo do fázy ϵ-Fe. Výzva spočívala v procese transformácie fázy železa pri bežnom atmosférickom tlaku. Táto fáza je známa ako ferit alebo alfa-železo (intersticiálny tuhý roztok uhlíka v železe alfa s kubicky priestorovo centrovanou kryštálovou sústavou).
Ide o náročný úkon, ktorý si vyžaduje zmenu štruktúry železa, kedy sa prechádza z jednej kryštalickej fázy do druhej.
Zvyčajne keď vedci ferit vystavia vysokému tlaku, rozpadne sa na drobné kryštály, ktoré nie sú vhodné na podrobnú analýzu, čo v podstate zmarí naše možnosti študovať „jadro planéty“. V novej štúdii k tejto problematike pristúpili iným spôsobom.
Kryštály feritu najskôr umiestnili do DAC, kde ich vystavili tlaku 7 GPa a teplote 530 °C. Týmto spôsobom vytvorili prechodnú fázu železa nazývajúcu austenit, čo je intersticiálny tuhý roztok uhlíka v železe γ (gama). Austenit má inú štruktúru ako ferit a kryštály austenitu, ktoré odborníci vytvorili sa omnoho ľahšie zmenili na fázu hexaferrum pri tlaku 15 až 33 GPa.
Spavá sa rovnako, ako jadro planéty
Následne na analýzu a skúmanie vlastností takto vytvoreného ϵ-Fe použili Európske zariadenie pre synchrotrónové žiarenie (ESRF), pričom sa ukázalo, že elasticita ϵ-Fe je smerovo závislá, čo znamená, že akustické vlny sa šíria rýchlejšie pozdĺž jednej konkrétnej osi.
Táto anizotropia pretrváva aj pri zmenách tlaku, čo podľa vedcov znamená, že rovnakým spôsobom sa ϵ-Fe správa aj vo vnútri planéty a to až pri tlaku 360 GPa. Uvedené je v súlade s pozorovania, ako seizmické vlny cestujú skrz našu planétu. Štúdia tak prináša novú možnosť, ako skúmať jadro našej planéty.
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Na Mars prídeme za pár sekúnd. Warpový pohon je reálny, hlásia vedci
Stavby mimozemšťanov sme už našli, tvrdia vedci. Skrývajú sa na nečakanom mieste
Odveká záhada Stonehenge môže byť vyriešená. Vedci sú na stope úplne novej teórii
Webbov teleskop namierili na blízku super-Zem. Odhalil hotové peklo
Nad Slovenskom videli totálny unikát. Spôsobila ho búrka, aká tu 20 rokov nebola (+foto)
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Prišla spása spaľovákov. Nový diesel má extrémnu efektivitu a spotrebu, ktorá prekoná aj elektromobil
- Na Mars prídeme za pár sekúnd. Warpový pohon je reálny, hlásia vedci
- Slovákovi z účtu ukradli 500 € cez bežnú aplikáciu. Polícia varuje ľudí, aby neprišli o všetko
- To nemôžu myslieť vážne. Veľmoc chce zaviesť 100 % daň na čínske elektromobily
- Takto chcú zastaviť klimatickú krízu. Spustili gigantický „vysávač” CO2
-
- Prišla spása spaľovákov. Nový diesel má extrémnu efektivitu a spotrebu, ktorá prekoná aj elektromobil
- Na Mars prídeme za pár sekúnd. Warpový pohon je reálny, hlásia vedci
- Slovákovi z účtu ukradli 500 € cez bežnú aplikáciu. Polícia varuje ľudí, aby neprišli o všetko
- To nemôžu myslieť vážne. Veľmoc chce zaviesť 100 % daň na čínske elektromobily
- Takto chcú zastaviť klimatickú krízu. Spustili gigantický „vysávač” CO2
-
- Slovákovi z účtu ukradli 500 € cez bežnú aplikáciu. Polícia varuje ľudí, aby neprišli o všetko
- Prišla spása spaľovákov. Nový diesel má extrémnu efektivitu a spotrebu, ktorá prekoná aj elektromobil
- Na Mars prídeme za pár sekúnd. Warpový pohon je reálny, hlásia vedci
- Veľký test spoľahlivosti áut: Miláčik Slovákov pohorel, najlepšie dopadla prekvapivá značka
- To nemôžu myslieť vážne. Veľmoc chce zaviesť 100 % daň na čínske elektromobily
Copyright© 2024 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené