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.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneTechnika 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.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneČítajte 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

Budeme prepisovať učebnice fyziky. Protón ukrýval tajomstvo, ktoré sme roky prehliadali

Astronómovia našli vodu v srdci galaxie. Nemala tam byť, nachádza sa pri masívnej čiernej diere

Jadrová elektráreň vyžaruje neviditeľné častice. Vedci ich zachytili aj keď reaktor celkom vypli

Ľudská krv sa dramaticky mení. Môže za to nezdravý podiel zložky v ovzduší

Jeden z najväčších štátov sveta vysychá. Problém s vodou môže ohroziť globálny trh s potravinami
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Najšťastnejší človek na svete prezradil trik na neustály stres: Jednoduchým zvykom si preprogramuješ vnímanie sveta
PREMIUM30 minút naraz alebo 10 minút po jedle? Neurogenetik vysvetľuje, čo s cukrom v krvi urobí obyčajná chôdza

Týchto 5 áut kúpiš do 5 000 eur: Jedno je legenda, druhé luxusná pasca a tretie prežije takmer všetko

Daniari dostali zmrzlinou do tváre, chceli udeliť pokutu vo výške do 3-tisíc eur. Finančná správa kauzu teraz vyvrátila

MIMORIADNE: Požiar viacerých objektov pri železničnej stanici okamžite zastavil vlakovú dopravu
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Veľkolepé sci-fi konečne bude online. Máme dátum, ponúkne ho známa služba
- Motor budúcnosti prešiel skúškou bez kvapky paliva. Na 100 % vodík zvládol štart, let aj pristátie
- Koniec búraniu a káblom. Vymysleli tepelné čerpadlo, ktoré jednoducho zapojíš do zásuvky
- Jadrová elektráreň vyžaruje neviditeľné častice. Vedci ich zachytili aj keď reaktor celkom vypli
- VIDEO: Takto vyzerá najdrahší film všetkých čias. Ukáže vojnu o záchranu vesmíru
-
- Koniec búraniu a káblom. Vymysleli tepelné čerpadlo, ktoré jednoducho zapojíš do zásuvky
- Motor budúcnosti prešiel skúškou bez kvapky paliva. Na 100 % vodík zvládol štart, let aj pristátie
- VIDEO: Takto vyzerá najdrahší film všetkých čias. Ukáže vojnu o záchranu vesmíru
- Veľkolepé sci-fi konečne bude online. Máme dátum, ponúkne ho známa služba
- Jeden z najväčších štátov sveta vysychá. Problém s vodou môže ohroziť globálny trh s potravinami
-
- Nová česká komédia valcuje internet. Ponúka ju jediná služba, poráža aj Spider-Mana
- Astronómovia pustili AI k riadeniu teleskopu. Svojím prvým rozhodnutím ich poriadne prekvapila
- Stojí menej než 10 000 eur a len tak sa po ňom zapráši. Tento čínsky elektromobil nemá chybu
- Mala to byť lacná náhrada Jurského parku, ide o skvelé prekvapenie. Tento film stojí za pozornosť
- VIDEO: Takto vyzerá najdrahší film všetkých čias. Ukáže vojnu o záchranu vesmíru
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
Ojazdené autá na Slovensku citeľne zdraželi. Priemerná cena stúpla, mení sa aj ponuka
Umelá inteligencia produkuje sofistikovaný podvod. Odborníci varujú pred novou vlnou
Zelená domácnostiam pokračuje, no podmienky stále chýbajú. SIEA prezradila, čo sa zmení
Extrémne sucho zasahuje už 38 % Slovenska. SHMÚ varuje pred kriticky vyschnutou pôdou
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Najšťastnejší človek na svete prezradil trik na neustály stres: Jednoduchým zvykom si preprogramuješ vnímanie sveta
PREMIUM30 minút naraz alebo 10 minút po jedle? Neurogenetik vysvetľuje, čo s cukrom v krvi urobí obyčajná chôdza

Týchto 5 áut kúpiš do 5 000 eur: Jedno je legenda, druhé luxusná pasca a tretie prežije takmer všetko

Daniari dostali zmrzlinou do tváre, chceli udeliť pokutu vo výške do 3-tisíc eur. Finančná správa kauzu teraz vyvrátila
