- Poruka
- 389.213
Izgleda da unutrašnje Zemljino jezgro od čvrstog gvožđa ne izgleda onako kako su naučnici do sada mislili. U stvari, samo ove godine, otkrili su da najdublja kugla naše planete nije glatka, već ima teksturu, i prestaje da se okreće svakih sedam decenija pre nego što promeni pravac.
U još jednoj studiji koja je iznenadila naučnike, tim istraživača misli da je dokučio zašto je Zemljino čvrsto gvozdeno jezgro malo mekše nego što se očekivalo: njegovi atomi se izgleda pomeraju.U unutrašnjem jezgru Zemlje, nekih 5.100 kilometara ispod naših nogu, atomi gvožđa su čvrsto spakovani u heksagonalnu strukturu, sabijeni pod ogromnim pritiskom i visokim temperaturama.
Nedavna seizmička zapažanja otkrila su kako Zemljina unutrašnja sfera pokazuje neka intrigantna svojstva, više poput mekih metala kao što je olovo i bliže rastopljenom gvožđu nego čvrsta gruda koju smo možda zamišljali.
Prema Jouđinu Džangu, fizičaru sa Univerziteta Sičuan u Kini, i kolegama iz Sjedinjenih Država i Kine koji su izveli niz kompjuterskih simulacija i laboratorijskih eksperimenata, to je zato što atomi gvožđa u unutrašnjem jezgru menjaju položaj unutar njihove predložene heksagonalne strukture rešetke.
Kao ljudi koji menjaju mesta za stolom, atomi gvožđa migriraju na susedne položaje bez narušavanja metalne strukture gvožđa, što jezgro čini savitljivijim, pretpostavljaju Džang i kolege.
„Čvrsto gvožđe postaje iznenađujuće meko duboko u Zemlji jer njegovi atomi mogu da se kreću mnogo više nego što smo ikada mogli da pretpostavimo“, objašnjava Džang. „Ovo povećano kretanje čini unutrašnje jezgro manje krutim, otpornijim na silu trenja."
Pre toga, naučnici su simulirali unutrašnje jezgro Zemlje koristeći kompjuterske modele koji su zahvatali manje od sto atoma raspoređenih u ponavljajuću heksagonalnu strukturu.Neki istraživači su takođe ukazivali da istopljeni delovi unutar unutrašnjeg jezgra Zemlje mogu objasniti neka od njegovih uočenih svojstava.
Ali ti istopljeni delovi su verovatno bili istisnuti kako se jezgro učvršćivalo, smatraju Džang i njegove kolege, a nijedna teorija još nije sveobuhvatno objasnila čudnu gipkost Zemljine unutrašnje kugle.Da bi proširili svoj pogled na dinamiku rešetke, Džang i saradnici su koristili superkompjuter i algoritam mašinskog učenja da simuliraju mnogo veće atomsko okruženje, od više od 10.000 atoma.
Istraživači su dali podatke o modelu prikupljenim iz laboratorijskih eksperimenata visokog pritiska i temperature dizajnirane da oponašaju uslove unutrašnjeg jezgra Zemlje.Na pritiscima u rasponu od 230 do 330 GP-a i temperaturama neposredno ispod tačke topljenja gvožđa, simulacije čvrsto zbijene strukture rešetke ukazuju da se atomi gvožđa kreću po obrascu kolektivnog kretanja „gde jedan atom iskače iz svog ravnotežnog položaja i gura svoj susedni atomi“.
Ova brza difuzija se dešava samo tokom pikosekunde, jednog triliontinog dela sekunde, tako da kretanje ne remeti strukturu rešetke. Umesto toga, atomi se pomeraju tako da se gvozdeno jezgro ponaša kao izuzetno meka čvrsta supstanca.
Ovi rezultati su, naravno, zasnovani na teorijskim proračunima supstance koju naučnici ne mogu da uzorkuju, i mogu samo izdaleka da zaključuju o njenim svojstvima. Imajući u vidu ta ograničenja, nalazi su u skladu sa seizmičkim zapažanjima.
„Sada znamo za fundamentalni mehanizam koji će nam pomoći da razumemo dinamičke procese i evoluciju unutrašnjeg jezgra Zemlje“, kaže mentor studije, prof. Jung-Fu Lin, geolog sa Univerziteta Teksas.
Studija je objavljena na portalu PNAS.a preneo RTS
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2309952120
