The Center Of The Earth May Be Hotter Than The Sun’s Surface

(Credit: ESRF)

Powierzchnia Słońca jest gorąca – ponad 5500 stopni Celsjusza (czyli prawie 10 000 stopni Fahrenheita . Ale jeśli nowe odkrycia są poprawne, to centrum naszej własnej planety może być w rzeczywistości gorętsze – ponad 1000 stopni gorętsze niż wcześniej sądzono.

Od pewnego czasu wiadomo, że jądro Ziemi jest wykonane głównie ze stopionego żelaza, i że to różnica temperatur między płynnym jądrem Ziemi a jej stałym płaszczem powoduje, że Ziemia ma pole magnetyczne. Eksperyment przeprowadzony 20 lat temu wykorzystał metody optyczne do obserwacji jądra Ziemi, co doprowadziło do oszacowania temperatury jądra Ziemi na około 5000 stopni Celsjusza. Jednak te wyniki mogły zostać odrzucone przez obecność rekrystalizujących cząsteczek żelaza – co może odrzucić eksperyment.

Aby uzyskać dokładniejsze oszacowanie, zespół naukowców z European Synchrotron Radiation Facility opracował instrument rentgenowski, który może uzyskać precyzyjne informacje o strukturze molekularnej substancji. Te informacje strukturalne pozwalają naukowcom zrozumieć, czy metal, na przykład, jest w stanie stałym, ciekłym lub częściowo stopionym.

„Opracowaliśmy nową technikę, w której intensywna wiązka promieniowania rentgenowskiego z synchrotronu może badać próbkę i wywnioskować, czy jest ona stała, ciekła lub częściowo stopiona w ciągu zaledwie sekundy, wykorzystując proces znany jako dyfrakcja”, powiedział członek zespołu Mohamed Mezouar w komunikacie prasowym. „To jest wystarczająco krótki czas, aby utrzymać temperaturę i ciśnienie na stałym poziomie, a jednocześnie uniknąć jakichkolwiek reakcji chemicznych.”

Aby dowiedzieć się, jaka jest temperatura żelaza w jądrze Ziemi, naukowcy najpierw ekstrapolowali ciśnienie w jądrze obserwując fale sejsmiczne podczas trzęsień ziemi. Obserwacje te doprowadziły do oszacowania, że ciśnienie w jądrze Ziemi jest około 3,3 miliona razy większe niż ciśnienie atmosferyczne na powierzchni. Następnie poddali małe kawałki żelaza tym intensywnym ciśnieniom i użyli laserów, aby podgrzać żelazo do tysięcy stopni.

Używając obserwacji rentgenowskich, mogli następnie porównać strukturę żelaza w znanej temperaturze i ciśnieniu do struktury żelaza, jak to istnieje w jądrze Ziemi. Stamtąd, mogą ekstrapolować, co temperatura żelaza w oparciu o ciśnienie w centrum Ziemi. To doprowadziło do wniosku, że temperatura w centrum Ziemi jest około 6000 stopni Celsjusza – temperatura około 9% wyższa niż to, co istnieje na powierzchni Słońca.

W oparciu o wyniki tego eksperymentu, zespół badawczy przejdzie do korzystania z tych technik, aby obserwować więcej o składzie Ziemi na głębokości daleko poza każdy człowiek kiedykolwiek poszedł.

„Jesteśmy oczywiście bardzo zadowoleni, że nasz eksperyment potwierdził dzisiejsze najlepsze teorie na temat transferu ciepła z jądra Ziemi i generowania ziemskiego pola magnetycznego,” lider zespołu Agnès Dewaele powiedział w oświadczeniu. „Mam nadzieję, że w niedalekiej przyszłości będziemy mogli odtworzyć w naszych laboratoriach i zbadać za pomocą promieniowania synchrotronowego X każdy stan materii wewnątrz Ziemi.”

Śledź mnie na Twitterze lub Facebooku. Przeczytaj mój blog na Forbes.