A Föld legmélyebb titkainak felfedése

A Föld legmélyebb titkainak felfedése
A Föld legmélyebb titkainak felfedése
Anonim

ANN ARBOR – A Föld vasban gazdag belső magjának eredetének és dinamikájának, valamint a bolygó mágneses tere létrejöttének jobb megértését ígérő munka során a Michigani Egyetem kutatóiból álló csapat megállapította, hogy a rugalmas a vas tulajdonságai egészen mások rendkívül magas hőmérsékleten, mint alacsony hőmérsékleten.

A Nature folyóirat szeptember 6-i számában közölt meglepő megállapítás megkérdőjelezi a szeizmikus képek korábbi értelmezéseit, amelyek a vas alacsony hőmérsékletű tulajdonságain alapultak. Az ilyen képek helyes értelmezése - amelyek a földrengések során a talajt megrázó energiahullámok viselkedésének feltérképezésével jöttek létre - kulcsfontosságúak a Föld belsejének szerkezetének megértéséhez.

A tudósok régóta tudják, hogy a Föld magja, amely a bolygó mágneses mezőjének létrehozásáért felelős, elsősorban vasból áll. Középső része - a belső mag - egy szilárd gömb, amely a Föld története során a jelenlegi 1200 km-es (körülbelül 745 mérföld) méretre nőtt. A kutatókat azonban értetlenül hagyta a szeizmológiai méréseken alapuló megfigyelés, miszerint a földrengések által keltett rugalmas hullámok gyorsabban haladnak át a belső magon a Föld poláris tengellyével párhuzamos irányban, mint más irányokban. Ennek a különbségnek az okát nem sikerült jól megérteni, részben azért, mert a vas rugalmas tulajdonságai a Föld középpontjának nagy nyomásán és hőmérsékletén nem ismertek (a magban nem lehet közvetlen mérést végezni, és a mag körülményei nehezen megismételhetők a laboratórium).

A kutatók azonban szuperszámítógépeken végzett szimulációkkal megjósolhatják a vas tulajdonságait alapvető körülmények között.Ahelyett, hogy közvetlen mérésekre vagy kísérleti adatokra támaszkodnának, ezek a szimulációk a fizika alapvető tulajdonságain alapulnak. A Nature-ben közölt munkában Gerd Steinle-Neumann végzős hallgató és Lars Stixrude, a geológiai tudományok professzora az U-M-től, Ronald Cohen a Washingtoni Carnegie Intézet Geofizikai Laboratóriumától és Oguz Gülseren, a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézettől. és a Pennsylvaniai Egyetem szuperszámítógépes szimulációkkal vizsgálta a vas kristályszerkezetének változásait nagy nyomáson és nagyon magas, 4 000-7 000 K (6 740-12, 140 F) hőmérsékleten. A kristályok alapvető hatszögletű prizma alakjában bekövetkező változások közvetlenül befolyásolják a rugalmassági tulajdonságokat, magyarázza Steinle-Neumann. A kutatók meglepetésére a vas rugalmas tulajdonságai egészen mások magas hőmérsékleten, mint alacsony hőmérsékleten, ez a megfigyelés a szeizmikus képek új értelmezéséhez vezethet.

Az eredmények alátámasztják azt a hipotézist, miszerint a szeizmikus hullámterjedés irányított viselkedése a belső magban lévő kristályok egymáshoz igazodását tükrözi.A belső magra ható feszültségek befolyásolják az igazodási folyamatot, és különféle modelleket javasoltak ennek magyarázatára. Steinle-Neumann és munkatársai számos ilyen modellt megvizsgáltak, és kidolgozták a saját, egyszerű belső magszerkezeti modelljüket, amelyben a kristályok hatszögletű alapjai hajlamosak a Föld poláris tengelyéhez igazodni.

A vas átlagos szeizmikus hullámsebességének erős hőmérséklet-függése, valamint ezeknek a tulajdonságoknak a szinte tökéletes egyezése a belső magéval 5 700 K hőmérsékleten szintén arra késztette a szerzőket, hogy következtet arra, hogy ez a hőmérséklet a Föld középpontjában.

A kutatók azt remélik, hogy más tudósok is felhasználják a vas magas hőmérsékleten való rugalmasságának új megértését a Föld belső magjának dinamikájának modelljeinek finomításához. Ezek a kifinomult modellek segítenek végre megmagyarázni, miért terjednek gyorsabban a szeizmikus hullámok bizonyos irányokban.

Az olyan elméleti tanulmányok, mint Steinle-Neumann és munkatársai, egyre inkább kiegészítik a kísérleti és megfigyelési munkákat a Földtudományok, az anyagfizika és a kémia területén.Sikeresen betekintést nyújtottak számos fizikai jelenség mikroszkopikus okaiba, megjósolták az anyagtulajdonságokat, és kibővítették az anyagok vizsgálatának körülményeit.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei