Ο πυρήνας της Γης κρύβει πολλά μυστικά και μόλις πρόσφατα ανακαλύψαμε πως δεν είναι ομαλός αλλά τραχύς, ενώ σταματά να περιστρέφεται κάθε επτά δεκαετίες και αλλάζει κατεύθυνση. Τώρα, μία ακόμα μελέτη έρχεται να εκπλήξει τους επιστήμονες, αφού βρέθηκε πως τα άτομα σιδήρου κινούνται, εξηγώντας ίσως το λόγο που ο συμπαγής πυρήνας σιδήρου είναι πιο μαλακός από αυτό που πιστεύαμε.
Ο εσωτερικός πυρήνας της Γης βρίσκεται 5.100 χιλιόμετρα από το επίπεδο της θάλασσας και τα άτομα του σιδήρου βρίσκονται σε πυκνή κατανομή με εξάγωνη δομή, ενώ υπόκειται σε τεράστιες πιέσεις και υψηλές θερμοκρασίες.
Πρόσφατες παρατηρήσεις από σεισμούς αποκάλυψαν πως ο πυρήνας έχει μερικές ενδιαφέρουσες ιδιότητες, παρόμοιες με πιο μαλακά μέταλλα όπως ο μόλυβδος και μοιάζει περισσότερο με λιωμένο σίδηρο παρά με μία συμπαγή στερεά μάζα που είχαμε στο μυαλό μας.
Μέσω εργαστηριακών πειραμάτων και προσομοιώσεις σε υπολογιστές, οι ερευνητές πιστεύουν πως αυτό οφείλεται στο γεγονός πως τα άτομα σιδήρου στον πυρήνα αλλάζουν θέσεις μέσα στην εξάγωνη δομή τους. Όπως οι άνθρωποι αλλάζουν θέσεις σε ένα τραπέζι, τα άτομα σιδήρου κινούνται στις διπλανές θέσεις τους χωρίς να διαταράσσουν τη μεταλλική δομή του σιδήρου, κάνοντας πιο εύπλαστο τον πυρήνα.
Ο συμπαγής σίδηρος είναι εντυπωσιακά μαλακός στο εσωτερικό της Γης, επειδή τα άτομά του κινούνται πολύ περισσότερο από ό,τι πιστεύαμε. Αυτή η αυξημένη κίνηση κάνει τον εσωτερικό πυρήνα λιγότερο άκαμπτο και πιο αδύναμο απέναντι σε εξωτερικές δυνάμεις. – Youjoun Zhang, φυσικός του Sichuan University στην Κίνα
Στα πειράματα διαπιστώθηκε πως σε πιέσεις μεταξύ 230 έως 330 GPa και θερμοκρασίες λίγο πιο κάτω από το σημείο τήξης του σιδήρου, τα άτομα κινούνται συλλογικά. Ένα άτομο πηδάει από τη θέση ισορροπίας του και ωθεί σε κίνηση τα διπλανά του άτομα. Αυτό συμβαίνει σε περίοδο picoseconds, ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου δηλαδή και έτσι η κίνηση δεν επηρεάζει τη συνολική δομή, ωστόσο κάνει το σίδηρο ένα πολύ μαλακό στερεό σώμα.
Τώρα γνωρίζουμε τον κυρίαρχο μηχανισμό που θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε τις δυναμικές διεργασίες και την εξέλιξη του εσωτερικού πυρήνα της Γης.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο PNAS.
