Železo v notranjosti Zemlje je morda v super-ionskem stanju

Nova študija je pokazala, da Zemljino notranje jedro morda sploh ni trdno, temveč tvori t. i. »super-ionsko stanje« z vodikom, kisikom in ogljikom, zaradi česar ni podobno niti tekočini, niti trdni snovi. Ker ne moremo izvrtati 6371 kilometrov globoke luknje do središča Zemlje, da bi preverili, kaj se tam dogaja, si znanstveniki za razumevanje sestave našega planeta pomagajo s seizmičnimi valovi, ki jih povzročijo potresi.

Super-ionsko stanje

V tridesetih letih 20. stoletja so posredni dokazi nakazovali, da bi lahko bilo Zemljino notranje jedro trdno, nekaj desetletij pozneje pa so znanstveniki spet menili nekoliko drugače. Toda ta neverjetno vroča in izjemno gosta krogla, ki se nahaja v sredini našega planeta, nas še vedno sili k ugibanju, kaj se dogaja v njej, navaja spletna publikacija ScienceAlert, ki povzema ugotovitve nove študije.

Starodavna podtalnica je največji vir vode na kopnem

Na podlagi podatkov o seizmičnem valovanju vemo, da je notranje jedro mehko z »nizko hitrostjo strižnih valov«, kar pomeni, da ne more biti le trdno železo ali železna zlitina. Nekateri znanstveniki menijo, da bi lahko šlo za drugo notranje jedro, medtem ko drugi domnevajo, da bi zaradi manjše gostote, kot bi jo pričakovali od samega čistega železa, v njem lahko bilo nekaj lahkih elementov v obliki zlitine.

Foto: Getty Images / iStockphoto

»To nakazuje, da je notranje jedro lahko v super-ionskem stanju in ne v običajnem trdnem stanju,« navajajo znanstveniki. Super-ionsko stanje je še eno stanje snovi - poleg trdnega, tekočega in plinastega - vendar z izrazitimi razlikami. V super-ionski vodi, ki so jo nedavno ustvarili v laboratoriju, izjemno visoke temperature in pritiski razbijejo vsako molekulo vode, pri čemer kisikovi ioni tvorijo trdno snov, medtem ko vodikovi ioni plavajo bolj kot tekočina, navaja ScienceAlert.

Kako so prišli do teh ugotovitev?

Ekipa je za vroče notranje Zemljino jedro uporabila računalniške simulacije potovanja seizmičnih valov skozi različne kombinacije elementov in odkrila, da bi lahko zlitine železa z ogljikom, vodikom in kisikom delovale na enak način kot super-ionska voda. Atomi železa so bili »trdni« v kristalni mrežni strukturi, medtem ko bi se molekule ogljika, vodika in kisika razpršile skozi medij in tako ustvarile tekoči element.

Znanstveniki v bližini našega Osončja odkrili Zemlji podoben planet

»To je precej nenavadno,« je dejal He in dodal: »Strjevanje železa na meji notranjega jedra ne spremeni gibljivosti teh lahkih elementov, konvekcija lahkih elementov pa je v notranjem jedru neprekinjena.«

Njihovo delo verjetno ne bo zadnje na to temo, vendar zaključki študije dajejo dober model za to mehkejše in manj gosto čisto železo. Vendar ne odgovarjajo na drugo vprašanje o notranjem jedru, zakaj je navidezno neenakomerno po vsej površini. V iskanju odgovora bodo znanstveniki in raziskovalci verjetno morali izvrtati še kakšno luknjo oziroma opraviti nove raziskave.

Izjemen material, močnejši od jekla in lažji od plastike