Žemės branduolys visada kėlė mokslininių tyrinėjimų domėjimą. Dešimtmečiais manyta, kad išorinis branduolio sluoksnis yra skystas, o vidinis – kietas dėl didžiulio slėgio. Ši teorija rėmėsi seismologiniais tyrimais ir fizikos dėsniais.
Kinijos universitetų mokslininkai ėmėsi iššūkio patikrinti šią tradiciją. Jie nusprendė eksperimentiškai atkurti branduolio sąlygas laboratorijoje. Tyrimų rezultatai parodė, kad tikrovė gali būti kur kas sudėtingesnė nei anksčiau manyta.
Nauji duomenys atskleidžia, kad gali egzistuoti tarpinė materijos būsena. Ji turi tiek skysčio, tiek kieto kūno savybes vienu metu. Tai revoliucinis atradimas geofizikos srityje.
Kinijos mokslininkai atkūrė branduolio sąlygas
Sičuano universiteto fizikai naudojo geležies ir anglies lydinį savo eksperimentuose. Jie šaudė šiais mėginiais 7 km/s greičiu į ličio fluorido apsauginius ekranus. Tokiu būdu pavyko sukurti slėgį iki 140 gigapaskalių ir temperatūrą iki 2327°C.
Nors šios sąlygos neprilygsta tikrajam Žemės branduoliui, jos buvo pakankamai artimos realybei. Tikrajame branduolyje slėgis siekia 330-360 gigapaskalių, o temperatūra – 5000-6000 kelvinų. Tačiau laboratorijoje gautos sąlygos leido suprasti vykstančius procesus.
Eksperimento metu mokslininkai stebėjo neįtikėtiną reiškinį. Anglies atomai tapo itin aktyvūs ir pradėjo difunduoti per geležies kristalų struktūrą, tuo tarpu pats geležies karkasas išliko tvarkingas.
Superijoninė fazė – materijos būsena tarp skysčio ir kieto kūno
Fizikas Youjun Zhang aprašė šį reiškinį kaip superijoninę fazę. „Anglies atomai tampa labai judūs, difunduodami per geležies kristalų struktūrą kaip vaikai, besiklostantys šokio metu, tuo tarpu pati geležis išlieka stabili ir tvarkinga”, – paaiškino jis.
Ši superijoninė fazė drastiškai sumažina lydinio kietumą. Medžiaga įgyja savybes, panašias į sviestą, o ne į kieto plieno. Tai paaiškina anksčiau neaiškius seismologinius duomenis.
Tyrime dalyvavę mokslininkai pirma kartą eksperimentiškai parodė, kad geležies ir anglies lydinys Žemės branduolio sąlygomis rodo itin mažą šlyties greitį. Tai reiškia, kad medžiaga nėra nei visiškai kieta, nei visiškai skysta.
Seismologiniai duomenys patvirtina teoriją
Anksčiau seismologai registravo įvairias anomalijas tyrinėdami Žemės branduolį. Kai kurie bangų tipai lėtėjo keistai, o kiti matavimai rodė būseną, panašią į sviestą, o ne į kieto plieno.
Kinijos mokslų akademijos specialistai jau dar siūlė superijonizmą kaip galimą sprendimą šioms mįslėms. Tačiau tai buvo tik teorija, neturinti eksperimentinio pagrindo. Dabar šie spėjimai sulaukė moksliško patvirtinimo.
Nauji tyrimai atskleidžia, kodėl seisminiai duomenys buvo tokie prieštaringi. Superijoninė fazė paaiškina daugelį anksčiau nesuprastų reiškinių branduolyje. Tai keičia mūsų supratimą apie planetos vidų.
Taip pat skaitykite
Atradimo poveikis geofizikos mokslui
Šis atradimas turi toli siekiančių pasekmių geofizikos mokslui. Superijoninė fazė gali paveikti Žemės magnetinio lauko formavimąsi ir evoliuciją. Be to, tai keičia planetos šilumos perdavimo supratimą.
Mokslininkai tikisi, kad šie duomenys padės geriau suprasti kitų planetų branduolius. Panašūs procesai gali vykti Marse, Veneroje ar kitose Saulės sistemos planetose. Tai atidarytų naujas kosmoso tyrimų perspektyvas.
Nors eksperimento sąlygos nevisiškai atitiko tikrąjį Žemės branduolį, jos buvo pakankamai artimos, kad galėtų atkurti pagrindinius procesus. Ateityje mokslininkai planuoja tobulinti metodus ir siekti dar tikslesnių rezultatų.
Nuotraukos asociatyvinės © Ideogram @ Midjourney
