يعرض Iron ، وهو مكون أساسي في قلب الأرض ، سلوكيات فريدة من نوعها تحت درجات الحرارة والضغوط القصوى. درست الأبحاث الحديثة درجة حرارة الذوبان واستقرار الطور في ظل الظروف التي تعكس تلك الموجودة في قلب الأرض. وقد أبرزت النتائج التي توصلت إليها التجارب المتقدمة التي تنطوي على التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة السينية فائقة السرعة الكشف عن الخواص الهيكلية والحرارية للحديد. هذه الاكتشافات تحمل إمكانية لتحسين فهم الهيكل الداخلي للأرض والديناميكا الجيولوجية ، وتوفير بيانات قيمة حول العمليات التي تشكل تطور الكوكب.
دراسة متقدمة للحديد باستخدام التحليل الطيفي للأشعة السينية
حسب إلى دراسة نشرت في رسائل المراجعة المادية ، قام الباحثون من منشأة الإشعاع بالتزامن الأوروبي (ESRF) في GRENOBLE وغيرها من المعاهد على مستوى العالم بالتحقيق في السلوك المجهري للحديد في ظل الظروف العالية ودرجات الحرارة العالية. أجريت التجارب في منشأة الليزر عالية الطاقة في ESRF ، تجمع بين الليزر عالي الطاقة مع التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة السينية فائقة السرعة لاستكشاف مخطط الطور من الحديد.
لاحظت صوفيا بالوجاني ، الباحثة الرئيسية ، في بيان للفيزياء أن الدراسة تهدف إلى تحديد منحنى ذوبان الحديد والتغيرات الهيكلية في الضغوط التي تصل إلى 240 GPa. هذه الشروط قابلة للمقارنة مع تلك القريبة من الحدود الداخلية للأرض ، مما يوفر نظرة ثاقبة حول كيفية انتقال الأسوار الخارجي السائل إلى النواة الداخلية الصلبة.
النتائج الرئيسية والآثار المترتبة على الديناميكا الجيولوجية
تم تحديد مرحلة الحديد على أنها سداسية معبأة (HCP) في 240 GPA و 5،345 K ، قبل الانصهار مباشرة. هذا الاستنتاج ، كما أوضحت بالوجاني ، يتناقض مع التنبؤات النظرية السابقة التي تفضل هيكل مكعب محور الجسم (BCC). قدمت الدراسة أيضًا منهجية جديدة لتحديد درجات الحرارة بالمعادن في ظل الظروف القصوى باستخدام التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة السينية.
لقد فتح البحث مسارات لدراسة سبائك الحديد في ضغوط ودرجات حرارة أعلى ، مما قد يعزز معرفة الديناميات الأساسية للأرض والمساهمة في دراسات الانصهار النووي. من المتوقع أن يتسلق مزيد من الاستكشاف لسبائك الحديد الضوء على الكواكب الكواكب الهادئة والآثار الأوسع للديناميكا الجيولوجية الكوكبية.
