A Föld középpontja forróbb lehet, mint a Nap felszíne

(Credit: ESRF)

A Nap felszíne forró – több mint 5500 Celsius-fok (ami közel 10 000 Fahrenheit-fok . De ha az új eredmények helytállóak, akkor saját bolygónk középpontja valójában forróbb lehet – több mint 1000 fokkal forróbb, mint eddig gondolták.

Egy ideje már tudjuk, hogy a Föld magja elsősorban olvadt vasból áll, és hogy a Föld folyékony magja és szilárd köpenye közötti hőmérsékletkülönbség okozza a Föld mágneses mezejét. Egy 20 évvel ezelőtti kísérlet során optikai módszerekkel figyelték meg a Föld magját, aminek eredményeképpen a Föld magjának hőmérsékletét körülbelül 5000 Celsius-fokra becsülték. Ezeket az eredményeket azonban megdönthette az átkristályosodó vasrészecskék jelenléte – ami megzavarhatja a kísérletet.

A pontosabb becslés érdekében az Európai Szinkrotron Sugárzási Létesítmény kutatócsoportja olyan röntgenműszert fejlesztett ki, amellyel pontos információkat nyerhetünk egy anyag molekuláris szerkezetéről. Ez a szerkezeti információ lehetővé teszi a tudósok számára, hogy megértsék, hogy például egy fém szilárd, folyékony vagy részben olvadt állapotban van-e.

“Egy új technikát fejlesztettünk ki, amelynek segítségével a szinkrotronból érkező intenzív röntgensugárral egy másodperc alatt meg lehet vizsgálni egy mintát, és egy diffrakciónak nevezett eljárás segítségével következtetni lehet arra, hogy az szilárd, folyékony vagy részben olvadt-e” – mondta Mohamed Mezouar, a csapat tagja a sajtóközleményben. “Ez elég rövid ahhoz, hogy a hőmérséklet és a nyomás állandó maradjon, ugyanakkor elkerüljük a kémiai reakciókat.”

Azért, hogy kiderítsék a vas hőmérsékletét a Föld magjában, a tudósok először a mag nyomását extrapolálták a földrengések során keletkező szeizmikus hullámok megfigyelésével. Ezek a megfigyelések vezettek ahhoz a becsléshez, hogy a Föld magjának nyomása körülbelül 3,3 milliószorosa a felszíni légköri nyomásnak. Ezután kis vasdarabokat tettek ki ennek az erős nyomásnak, és lézerrel több ezer fokra hevítették a vasat.

A röntgenmegfigyelések segítségével ezután össze tudták hasonlítani a vas szerkezetét ismert hőmérsékleten és nyomáson a vas szerkezetével, ahogyan az a Föld magjában létezik. Ebből extrapolálni tudják, hogy a Föld középpontjában uralkodó nyomás alapján mekkora a vas hőmérséklete. Ez vezetett ahhoz a következtetéshez, hogy a Föld középpontjának hőmérséklete körülbelül 6000 Celsius-fok – ez a hőmérséklet körülbelül 9%-kal magasabb, mint ami a Nap felszínén uralkodik.

A kísérlet eredményeire alapozva a kutatócsoport továbblép, hogy ezeket a technikákat felhasználva még többet megfigyeljen a Föld összetételéről olyan mélységekben, ahol ember még soha nem járt.

“Természetesen nagyon elégedettek vagyunk, hogy kísérletünk igazolta a mai legjobb elméleteket a Föld magjából történő hőátadásról és a Föld mágneses terének keletkezéséről” – mondta Agnès Dewaele, a kutatócsoport vezetője egy nyilatkozatban. “Bízom benne, hogy a nem is olyan távoli jövőben laboratóriumainkban reprodukálhatjuk, és szinkrotron röntgensugarakkal vizsgálhatjuk az anyag minden állapotát a Föld belsejében.”

Kövess a Twitteren vagy a Facebookon. Olvassa a Forbes blogomat itt.