Het onderzoeksteam doet een verbazingwekkende ontdekking in de binnenkern van de aarde

Hoge temperaturen en enorme druk zorgen ervoor dat de binnenste kern van de aarde solide is – volgens de populaire theorie. Maar dit blijkt slechts gedeeltelijk waar te zijn.

AUSTIN – Er is geen andere plek op aarde waar de temperaturen en druk zo hoog zijn als deze. Door druk worden de ijzeratomen in de aarde stevig samengedrukt, waardoor een stevige binnenkern ontstaat. Maar zelfs onder deze extreme omstandigheden is er nog steeds ruimte voor beweging, zo laat een onderzoeksteam nu zien.

Onderzoekers uit de VS en China ontdekten dat bepaalde groepen ijzeratomen in de binnenkern van de aarde snel kunnen bewegen. Ze lijken in een fractie van een seconde van positie te kunnen wisselen, terwijl ze de fundamentele metaalstructuur van ijzer behouden. Dit type beweging staat bekend als “massabeweging”. In het dagelijks leven zie je ze in zwermen vogels of kuddes dieren, maar ook in drukte of in het autoverkeer.

De atomen in de binnenste kern van de aarde kunnen met verrassende snelheden bewegen

Terug naar de kern van de aarde: Onderzoekers kunnen het niet rechtstreeks bestuderen omdat het in de aarde erg heet is en de druk erg hoog is. Maar met behulp van laboratoriumtests en theoretische modellen vond het onderzoeksteam nog steeds bewijs dat atomen in de binnenkern van de aarde veel meer bewegen dan eerder werd gedacht. Deze bevindingen kunnen helpen bij het begrijpen van een aantal interessante eigenschappen van de kern van de aarde die wetenschappers lange tijd in verwarring hebben gebracht, zoals hoe het magnetische veld van de aarde wordt gecreëerd.

“We kennen nu het basismechanisme dat ons zal helpen dynamische processen en evolutie in het binnenste van de aarde te begrijpen”, zegt Jong-Fu Lin (Universiteit van Texas), een van de hoofdauteurs van het onderzoek. In het gespecialiseerde tijdschrift Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappen gepubliceerd was geworden.

Een miniatuurversie van de kern van de aarde die de ‘collectieve beweging’ van ijzeratomen laat zien

Om tot deze conclusie te komen heeft het Amerikaans-Chinese team in het laboratorium een ​​miniatuurversie van de kern van de aarde nagebouwd. De eerste stap was het afvuren van een kleine ijzeren plaat met een snel bewegend projectiel. De onderzoekers verkregen gegevens over temperatuur, druk en snelheid, die vervolgens werden ingevoerd in een computermodel dat machine learning gebruikt om atomen in het binnenste van de aarde te simuleren.

Met behulp van kunstmatige intelligentie is in de computer een ‘supercel’ van zo’n 30.000 atomen gecreëerd, die het onderzoeksteam nu onder meer heeft gebruikt om de eigenschappen van atomen nauwkeuriger te voorspellen. Wat het team waarnam was onverwacht: groepen atomen bewogen en wisselden van plaats, terwijl de fundamentele hexagonale structuur van de atomen behouden bleef.

De binnenste kern van de aarde is zachter en flexibeler dan onderzoek voorspelt

Deze onverwachte beweging van atomen zou kunnen verklaren waarom seismische metingen van de binnenkern van de aarde aantonen dat deze bij hoge druk zachter en elastischer is dan verwacht. zegt het onderzoeksteam. Onlangs suggereerde een ander onderzoeksteam dat vloeibaar ijzer mogelijk vastzit in de binnenkern van de aarde.

“Onze grote ontdekking is dat vast ijzer diep in de aarde verrassend zacht wordt, omdat de atomen ervan veel meer kunnen bewegen dan we ons kunnen voorstellen”, legt Yujun Zhang (Sichuan University), co-auteur van de huidige studie, uit. binnenkern minder stijf en zwakker.” Voor schuifkrachten. (onbetaalde rekening)