Исследователи из Европейского синхротрона в Гренобле и Политехнического института Парижа провели уникальное исследование поведения железа при температурах и давлениях, сравнимых с условиями земного ядра. Результаты пролили свет на свойства и стабильность фаз железа, что имеет важное значение для понимания эволюции нашей планеты.
Работа опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).Железо является основным компонентом ядра Земли, и его поведение при экстремальных условиях определяет многие геодинамические процессы. Уточнение стабильности и свойств железа помогает объяснить процессы кристаллизации жидкого внешнего ядра в твердое внутреннее.
Главной задачей ученых было изучение поведения железа при давлениях свыше 240 гигапаскалей и температурах более 5000 Кельвинов (4 726°C). Используя метод ультрабыстрой рентгеновской абсорбционной спектроскопии, они измерили температуру плавления железа и изменения его структуры в этих экстремальных условиях.
Эксперименты прошли на новейшей установке High Power Laser Facility, где мощные лазеры создавали ударные волны, подвергая образцы железа огромным давлениям и температурам. Одновременно с этим ультрабыстрые рентгеновские лучи фиксировали состояние железа на пике давления и температуры.
Температура плавления железа при 240 гигапаскалей составила около 5345 К (5071°C). Новые данные уточнили кривую плавления железа и показали, как его свойства влияют на формирование границы между жидким внешним и твердым внутренним ядром Земли.
В дальнейшем ученые планируют исследовать железные сплавы, так как их свойства могут отличаться от чистого железа и быть более релевантными для условий ядра Земли.
Это поможет в изучении структуры экзопланет, подобных Земле, и способствовать разработке новых технологий для ядерного синтеза.
Свежие комментарии