A művész koncepciója a Föld belső rétegeiről. Kép jóváírása: S. Jacobsen, M. Wysession és G. Caras. kattints a kinagyításhoz
A közelmúltban a szeizmológusok megfigyelték, hogy a földrengés hullámainak sebessége és iránya a Föld alsó köpenyében, a felszín alatti 400 és 1800 mérföld között van, óriási eltéréseket mutat. ? Azt hiszem, felfedezhetjük, hogy a szeizmikus hullámok miért mozognak olyan következetlenül ott? állította Jung-Fu Lin. * Lin a tanulmány idején a Carnegie Intézet Geofizikai Laboratóriumában volt, és a Nature július 21-i számában megjelent cikk vezető szerzője volt. ? A kutatásig a tudósok egyszerûsítették a vas hatását a köpenyanyagokra. Ez a bolygó leggazdagabb átmeneti fémje, és eredményeink nem azok, amelyeket a tudósok megjósoltak? ő folytatta. ? Lehet, hogy újból meg kell fontolnunk, hogy mit gondolunk abban a rejtett zónában. Sokkal bonyolultabb, mint gondolnánk.
Az alsó köpenyben levő zúzónyomás annyira szorosan szorítja az atomokat és az elektronokat, hogy másképp kölcsönhatásba lépnek, mint normál körülmények között, sőt a forgó elektronokat arra kényszerítik, hogy a pályán párosuljanak. Az elméletileg a szeizmikus hullám viselkedése ezeken a mélységeken az alacsonyabb köpenyű anyagok vasának elektron spin-állapotára gyakorolt szorító nyomás hatása lehet. Lin csapata rendkívül nagy nyomású kísérleteket végzett az ott legelterjedtebb oxid anyaggal, a magnézium-sztrittal (Mg, Fe) O, és megállapította, hogy a vas változó elektron-spinállapotai abban az ásványban drasztikusan befolyásolják a magnesio stite rugalmas tulajdonságait. . A kutatás megmagyarázhatja a legalacsonyabb köpenyben megfigyelt komplex szeizmikus hullám anomáliákat.
A tanulmány társszerzőjeként Struzhkin Viktor kidolgozta: „Ez az első tanulmány, amely kísérletileg bebizonyította, hogy a magnéziumszke rugalmassága jelentősen megváltozik az alacsonyabb köpenynyomás alatt, több mint 500 000-től egymilliószorosáig, a tengeri szint nyomása felett (1 légkör) ). Úgy gondolják, hogy a 20% vas-oxidot és 80% magnézium-oxidot tartalmazó magnézium-sztát az alsó köpeny térfogatának körülbelül 20% -a alkotja. Megállapítottuk, hogy 530 000 és 660 000 atmoszféra közötti nyomásnak kitéve a vas elektron elektronpörgetései a magas centrifugálási állapotból (pár nélkül) az alacsony centrifugálási állapotba (spin-párosítva) váltak. A vas spin-állapotának megfigyelése közben megmérjük a magnézium-sztereo térfogatának (sűrűségének) változásának sebességét az elektronikus átmeneten keresztül. Ez az információ lehetővé tette számunkra annak meghatározását, hogy a szeizmikus sebességek hogyan változnak az átmenet során.
"Meglepő módon, a tömeges szeizmikus hullámok körülbelül 15% -kal gyorsabban haladnak, miután a vas elektronjai párosodtak a magnézium-vas-oxidban," kommentálta Steven Jacobsen társszerző. "Az átmeneten áthaladó mért sebességi ugrás tehát szeizmikusan kimutatható a mély köpenyben." A kísérleteket gyémánt-üllő nyomású cellában végezték, intenzív röntgen fényforrás felhasználásával, a nemzet harmadik generációs szinkrotron forrásában, az Argonne Nemzeti Laboratóriumban, Chicago közelében.
A titokzatos alsó köpeny régióból közvetlenül nem lehet mintát venni. Tehát a kísérletezésre és az elméletre kell támaszkodnunk. Mivel mi történik a Föld belsejében, befolyásolja az egész bolygó dinamikáját, fontos számunkra, hogy megtudjuk, mi okozza a szeizmikus hullámok szokatlan viselkedését ebben a régióban? - mondta Lin. ? A földtudósok eddig a Föld belsejét csak a tiszta oxidok és szilikátok figyelembevételével értették meg. Eredményeink egyszerűen rámutatnak, hogy a vas, az egész földön a legelterjedtebb átmeneti fém, nagyon bonyolult tulajdonságokkal jár a mély régióban. Várakozással tekintünk a következő kísérleteinkhez, hogy megnézhessük, javíthatjuk-e megértésünket az ottani eseményekről? - fejezte be.
Eredeti forrás: Carnegie Institution sajtóközlemény
