Οι ερευνητές αναδημιουργούν συνθήκες βαθιάς γης για να δουν πώς ο σιδήρου αντιμετωπίζει το ακραίο άγχος
Στα βάθη της γης, όπου οι πιέσεις και οι θερμοκρασίες είναι ακραίες, ο σίδηρος υποβάλλεται σε τεράστιο στρες. Οι επιστήμονες έχουν αναρωτηθεί από καιρό πώς συμπεριφέρεται ο σίδηρος υπό αυτές τις συνθήκες, καθώς αποτελεί βασικό στοιχείο του εσωτερικού της Γης και διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο σε πολλές γεωλογικές διαδικασίες.
Για να αποκτήσουν γνώσεις σχετικά με τη συμπεριφορά του σιδήρου κάτω από ακραίο άγχος, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, το Μπέρκλεϊ και την Προηγμένη Πηγή Φωτισμού (ALS) στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley πραγματοποίησαν μια σειρά πειραμάτων χρησιμοποιώντας ένα κελί Anvil Diamond. Αυτή η συσκευή τους επέτρεψε να αναδημιουργήσουν τις υψηλές πιέσεις και τις θερμοκρασίες που βρέθηκαν βαθιά μέσα στη γη.
Οι ερευνητές έβαλαν ένα μικρό δείγμα σιδήρου ανάμεσα σε δύο άκμονα διαμαντιών και το συμπιέθηκαν σε πιέσεις μέχρι 2,5 εκατομμύρια ατμόσφαιρες, η οποία ισοδυναμεί με την πίεση στο κέντρο της γης. Επίσης, θερμάνουν το δείγμα σε θερμοκρασίες μέχρι 2.000 βαθμούς Κελσίου, το οποίο είναι θερμότερο από την επιφάνεια του ήλιου.
Κάτω από αυτές τις ακραίες συνθήκες, ο σίδηρος υποβλήθηκε σε μια σειρά μεταβάσεων φάσης, αλλάζοντας από μία κρυσταλλική δομή σε άλλη. Αυτές οι μεταβάσεις φάσης συνοδεύονται από αλλαγές στις ιδιότητες του σιδήρου, όπως η πυκνότητα, η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η μαγνητική ευαισθησία.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν περίθλαση ακτίνων Χ για να μελετήσουν τη δομή του δείγματος σιδήρου υπό υψηλή πίεση και θερμοκρασία. Αυτή η τεχνική τους επέτρεψε να καθορίσουν τη διάταξη των ατόμων μέσα στο πλέγμα κρυστάλλου σιδήρου και πώς αλλάζει με την αύξηση της πίεσης και της θερμοκρασίας.
Τα αποτελέσματα των πειραμάτων παρέχουν πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη συμπεριφορά του σιδήρου υπό ακραίες συνθήκες που βρίσκονται στο εσωτερικό της Γης. Αυτή η γνώση είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της δυναμικής του μανδύα και του πυρήνα της Γης, καθώς και για τον σχηματισμό και την εξέλιξη του πλανήτη.
Η μελέτη υπογραμμίζει επίσης τη σημασία των πειραμάτων υψηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας στη μελέτη των ιδιοτήτων των υλικών υπό ακραίες συνθήκες. Αυτά τα πειράματα μπορούν να μας βοηθήσουν να ξεδιπλώσουμε τα μυστήρια της βαθιάς γης και να κατανοήσουμε καλύτερα τις θεμελιώδεις διαδικασίες που διαμορφώνουν τον πλανήτη μας.
