Dünya'nın İç Çekirdeğindeki Demir Garip Bir 'Süper iyonik' Durumda Olabilir

Yer kabuğunun derinliklerinde, kalın mantoyu ve sıvı dış çekirdeği geçince, 1.220 kilometrelik katı bir iç çekirdek topu bulunur.

Ancak yeni bir çalışma, iç çekirdeğin hiç katı olmadığını, bunun yerine hidrojen, oksijen ve karbon ile "süper iyonik bir hal" oluşturduğunu ve onu sıvı veya katıdan farklı hale getirdiğini ileri sürdü.

Neler olup bittiğini kontrol etmek için Dünya'nın merkezini 6,371 km delip bakamayız. Bu nedenle bilim insanları, gezegenimizin bileşimini anlamak için Dünya'nın doğal sondajını, depremlerden gelen sismik dalgaları kullanırlar.

Bununla birlikte, bu ölçümlerle bile, iç çekirdek hala gizeminin bir kısmını korumaya devam ediyor. 1930'larda, kanıtlar katı olabileceğini öne sürdü ve on yıllar sonra kristal bir demir olduğu düşünüldü. Ama gezegenimizin ortasındaki bu inanılmaz sıcak, inanılmaz yoğun top hala orada ve orada neler olup bittiğinden hala çok emin değiliz.

Sismik dalga verilerinden iç çekirdeğin yumuşak olduğunu, düşük kesme dalgası hızına sahip olduğunu biliyoruz, yani sadece katı demir veya demir alaşımı olamaz. Bazı bilim insanları ikinci bir iç çekirdek olabileceğini düşünürken, diğerleri yalnızca saf demirden beklenenden daha hafif yoğunluk nedeniyle alaşım olarak bazı hafif elementlerin olabileceğini düşünüyor.

Ancak Çin Bilimler Akademisi'nden Yu He tarafından yönetilen yeni bir çalışma, şimdi, bu element karışımının potansiyel fazını araştırdı ve çekirdeğin 'katı' bir durum yerine süper iyonik durumda olabileceğini buldu.

Ekip, yeni makalelerinde, "Altıgen sıkı paketlenmiş demirdeki hidrojen, oksijen ve karbonun, iç çekirdek koşulları altında süper iyonik bir duruma dönüştüğünü ve bir sıvı gibi yüksek difüzyon katsayıları gösterdiğini bulduk" diye yazıyor.

Bu, iç çekirdeğin normal bir katı halden ziyade süperiyonik bir durumda olabileceğini gösteriyor.

Süper iyonik, katı, sıvı ve gazın yanı sıra maddenin başka bir halidir ve belirgin farklılıklar vardır. Son zamanlarda bir laboratuarda yapılan süper iyonik suda, son derece yüksek sıcaklıklar ve basınçlar her bir su molekülünü parçalayarak oksijen iyonlarını bir katı oluşturmak üzere bırakırken, hidrojen iyonları daha çok bir sıvı gibi yüzer.

Ekip, Dünya'nın sıcak iç çekirdeğinde, sismik dalgaların farklı element kombinasyonlarından nasıl geçeceğine dair bilgisayar simülasyonları kullandı ve demirin karbon, hidrojen ve oksijen ile alaşımlarının süper iyonik su ile aynı şekilde çalışabileceğini keşfetti.

Demir atomları kristal kafes yapısında 'katı' iken, karbon, hidrojen ve oksijen molekülleri ortamdan geçerek sıvı benzeri elementi yaratacaktı.

He, "Bu oldukça anormal," diyor. "İç çekirdek sınırında demirin katılaşması bu hafif elementlerin hareketliliğini değiştirmez ve hafif elementlerin konveksiyonu iç çekirdekte süreklidir."

Makalenin sonuçları, bu daha yumuşak ve daha az yoğun saf demir için iyi bir model sunuyor, ancak iç çekirdekle ilgili başka bir soruya cevap vermiyor. Daha iyi yanıtlar için bu konu üzerinde çalışılmaya devam edilecek.

Araştırma Nature'da yayınlandı.