یک مطالعه جدید؛ هسته داخلی زمین، احتمالاً دارای یک آلیاژ آهن فوق یونی عجیب است!

محققان آکادمی علوم چین دریافته‌اند که هسته داخلی زمین ممکن است عجیب‌تر از آن چیزی باشد که قبلاً تصور می‌شد. شبیه‌سازی‌های جدید نشان می‌دهند که در هسته داخلی زمین به جای یک ماده جامد ساده، یک حالت سوپریونیک (فوق یونی) در قسمتی بین بخش مایع و جامد وجود دارد.

از آنجایی که نمی‌توان با حفاری هسته زمین را بررسی کرد، دانشمندان آن را عمدتاً از طریق امواج لرزه‌ای ناشی از زلزله مطالعه می‌کنند. این ارتعاشات با سرعت‌های مختلف در مواد مختلف حرکت می‌کنند و تجزیه و تحلیل این تغییرات می‌تواند ترکیب لایه‌های مختلف را آشکار کند.

در طول دهه‌ها، این مطالعات به طور مداوم نشان داده‌اند که هسته داخلی می‌تواند نوعی امواج لرزه‌ای به نام امواج برشی را منتشر کند که نشان‌دهنده جامد بودن آن است. با این حال، این امواج از آنچه برای یک کره آهنی جامد انتظار می‌رود، آهسته‌تر در هسته حرکت می‌کنند، که نشان می‌دهد این بخش کمی نرم‌تر است.

در این مطالعه جدید، محققان شرایط دما و فشار را در مرکز زمین شبیه‌سازی کرده تا بررسی کنند که چه نوع ماده دیگری ممکن است در آنجا وجود داشته باشد. آنها دریافتند که برخی از آلیاژهای آهن در هسته داخلی زمین می‌توانند حالت فوق یونی تشکیل دهند.

در یک آلیاژ آهن فوق یونی، اتم‌های آهن یک شبکه جامد را تشکیل داده که مواد را در شکلی ثابت نگه می‌دارد، در حالیکه عناصر سبک‌تر در حالت تقریباً مایع در شبکه پخش می‌شوند. تحت شرایط موجود در هسته زمین، شبیه‌سازی‌ها نشان داد که این عناصر سبک‌تر می‌توانند شامل هیدروژن، اکسیژن یا کربن باشند.

نکته مهم این است که این تیم سرعت امواج برشی را در این آلیاژهای فوق یونی محاسبه کرده و دریافتند که به خوبی با مشاهدات اولیه آن‌ها مطابقت دارد. سایر خواص ثابت هسته داخلی را نیز می‌توان با توزیع‌ها و جابجایی‌های مختلف این عناصر مایع‌مانند محاسبه کرد.

این مطالعه ایده جالبی را مطرح کرده است، اما تنها توضیح ممکن نیست. مطالعات قبلی این فرضیه را مطرح کرده‌اند که انتشار کندتر موج برشی می‌تواند به دلیل “برف آهنی (Iron Snow)” باشد که از هسته بیرونی بر روی هسته داخلی می‌ریزد.

منبع: Newatlas