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.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Lieky z vesmíru sú realitou. Inovatívna firma presúva na orbitu to najdôležitejšie

Mach 20 už nie je sci‑fi. Nový americký test má ukázať budúcnosť hypersoniky

Nová prekážka v kolonizácii vesmíru: našli sa vážne zmeny v ľudskom mozgu

Čierna diera ďaleko prekonala Hviezdu smrti zo Star Wars, vedci zmerali jej silu

Vedci zachytili záhadný signál. Prišiel z prekvapivo blízkeho zdroja
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Farmaceut varuje pred deficitom „slnečného hormónu“. Riskuješ nielen kosti, ale aj sklerózu či Alzheimera
PREMIUMZemetrasenie v PZP: Slovákom hrozia automatické pokuty či vyradenie áut. Prichádza najväčšia zmena za desaťročia

Taliansko v eufórii, Vittozziová je zlatá. Bátovská Fialková v stíhačke predviedla najlepší slovenský výkon

„Si naprogramovaný zomrieť, ale stačí zmeniť kód.“ Elon Musk prichádza s víziou medicíny budúcnosti

Expert na dlhovekosť odhalil 3 peptidy proti starnutiu. Jeden znižuje riziko predčasnej smrti až o 20 %
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Vodiči ho okamžite vypínali. Najotravnejší systém v autách končí, Európa je otázkou času
- Známa firma vyvinula prvý spaľovací motor s palivom budúcnosti. Trvalo im to 3 roky a minuli 120 miliónov eur
- Postsovietsky štát zbohatne. Pod zemou našli 20 miliónov ton vzácnych surovín
- Nový partner Európy odhalill zákernú laserovú zbraň. Drony proti nej nemajú šancu
- Ľudstvo chce obývať „nový svet“. V hĺbke 2 000 m našli mimoriadne vzácny zdroj energie
-
- Vodiči ho okamžite vypínali. Najotravnejší systém v autách končí, Európa je otázkou času
- Postsovietsky štát zbohatne. Pod zemou našli 20 miliónov ton vzácnych surovín
- Svet nastavil zrkadlo slovenskej vláde. Stačí jediná vec a Slováci začnú kupovať elektromobily
- Ľudstvo chce obývať „nový svet“. V hĺbke 2 000 m našli mimoriadne vzácny zdroj energie
- Známa firma vyvinula prvý spaľovací motor s palivom budúcnosti. Trvalo im to 3 roky a minuli 120 miliónov eur
-
- Slovákom do áut pribudla ďalšia povinnosť. Ak ju nemáš, neprejdeš STK ani ho neprihlásiš
- Padnutý strom v Amazónii nechal vedcov v nemom úžase. Odhalil tajomstvo ukryté stáročia
- Svet nastavil zrkadlo slovenskej vláde. Stačí jediná vec a Slováci začnú kupovať elektromobily
- Vodiči ho okamžite vypínali. Najotravnejší systém v autách končí, Európa je otázkou času
- Postsovietsky štát zbohatne. Pod zemou našli 20 miliónov ton vzácnych surovín
Kuba prechádza na elektromobily, dôvodom je paradoxne blokáda od USA
Ľudia riskujú životy. Experti hlásia 6 požiarov denne kvôli chybe s batériami
Slovensko má plán pre elektromobily. Energetici už vedia, kedy nastane kritický bod pre našu sieť
AKTUÁLNE: Veľký operátor hlási výpadok služieb. Slovákom nefunguje internet ani TV
Mercedes hlási drsný pád zisku. Legendárna automobilka narazila na stenu
Európska únia čelí kríze. Okamžite musí vyriešiť problém s energiami
Rusko zakázalo ľuďom ďalšiu populárnu aplikáciu. Zablokovalo ju na svojom území
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Farmaceut varuje pred deficitom „slnečného hormónu“. Riskuješ nielen kosti, ale aj sklerózu či Alzheimera
PREMIUMZemetrasenie v PZP: Slovákom hrozia automatické pokuty či vyradenie áut. Prichádza najväčšia zmena za desaťročia

Taliansko v eufórii, Vittozziová je zlatá. Bátovská Fialková v stíhačke predviedla najlepší slovenský výkon

„Si naprogramovaný zomrieť, ale stačí zmeniť kód.“ Elon Musk prichádza s víziou medicíny budúcnosti
