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

Mal to byť len mýtus v knihách. Vedci našli 1700 rokov stratené mesto najväčšieho dobyvateľa v histórii

Európa má konečne energetické riešenie. Švajčiari spojili vodík, batérie a umelú inteligenciu

Vedci našli ďalšie využitie solárnej energie. Môže ho mať každá domácnosť

Ležal pod povrchom 40 000 rokov. Vedci našli dôkaz, že o minulosti Európanov sme sa mýlili

Vedci premenili plastový odpad na čisté palivo. Využili spôsob, ktorý zvyšok sveta mylne odpísal
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Rusi spustili vzburu voči Putinovi. Úrady zablokovali ďalšiu vec, banky začali kolabovať
- Nepriateľ si netrúfne. Európsky štát nasadzuje prevratný systém za pol miliardy
- Umelá inteligencia Slovákom klame. Experti odhalili mrazivú realitu o praktike Google
- Zabudnuté sci-fi očarilo Slovákov a ovládlo sledovanosť. Pozrieš si ho aj s dabingom
- Vedci našli ďalšie využitie solárnej energie. Môže ho mať každá domácnosť
-
- Rusi spustili vzburu voči Putinovi. Úrady zablokovali ďalšiu vec, banky začali kolabovať
- Nepriateľ si netrúfne. Európsky štát nasadzuje prevratný systém za pol miliardy
- Budú neporaziteľní. Veľmoc buduje neviditeľný štít za 151 miliárd dolárov, zničí každú raketu
- Vysťahovali celé dediny, experti majú obavy. Silná veľmoc potajomky zosilňuje jadrový program
- Vedci ostali v nemom úžase. Na legendárnej trase našli stratené mesto, v ktorom nikto nebol 3 000 rokov
-
- Budú neporaziteľní. Veľmoc buduje neviditeľný štít za 151 miliárd dolárov, zničí každú raketu
- Rusi spustili vzburu voči Putinovi. Úrady zablokovali ďalšiu vec, banky začali kolabovať
- Vysťahovali celé dediny, experti majú obavy. Silná veľmoc potajomky zosilňuje jadrový program
- Európski vedci ostali prekvapení. Najväčšiu pliagu ľudstva našli na kurióznom mieste
- Šéf Lamborghini odpísal elektromobily jednou vetou. Radšej urobia kompromis v pohone