Taiteilijan käsitys maan sisäisistä kerroksista. Kuvan luotto: S. Jacobsen, M. Wysession ja G. Caras. Klikkaa suurentaaksesi
Äskettäin seismologit ovat havainneet, että maan seisovien aaltojen nopeus ja suunta maan alavaipan 400–1800 mailia pinnan alapuolella vaihtelevat valtavasti. ? Luulen, että olemme ehkä löytäneet miksi seismiset aallot kulkevat siellä niin epäjohdonmukaisesti ,? totesi Jung-Fu Lin. * Lin oli tutkimuksen tekohetkellä Carnegie Institutionin geofysikaalisen laboratorion kanssa ja 21. heinäkuuta Nature-lehden julkaiseman lehden pääkirjailija. ? Tätä tutkimusta saakka tutkijat ovat yksinkertaistaneet raudan vaikutuksia vaippamateriaaleihin. Se on maapallon runsain siirtymämetalli, ja tuloksemme eivät ole mitä tutkijat ovat ennustaneet? hän jatkoi. ? Saatamme joutua harkitsemaan uudelleen sitä mieltä, mitä tällä piilotetulla alueella tapahtuu. Se on paljon monimutkaisempi kuin kuvittelimme.
Alemman vaipan murskauspaineet puristavat atomeja ja elektroneja niin tiiviisti toisiinsa nähden, että ne ovat vuorovaikutuksessa eri tavoin kuin normaaleissa olosuhteissa, jopa pakottaen kehruuelektronit pariksi parin kiertoradalle. Teoreettisesti seismisten aaltojen käyttäytyminen näillä syvyyksillä voi johtua purkautumispainevaikutuksesta raudan elektronin spin-tilaan alemman vaipan materiaaleissa. Linin joukkue teki erittäin korkeapainekokeita siellä olevalla runsaimmalla oksidimateriaalilla, magnesiittisäteellä (Mg, Fe) O, ja havaitsi, että raudan muuttuvat elektronin spin-tilat kyseisessä mineraalissa vaikuttavat rajusti magnesiottilangan elastisiin ominaisuuksiin. . Tutkimus voi selittää alhaisimmassa vaipassa havaitut monimutkaiset seismiset aaltovirheet.
Tutkimuksen yhteiskirjailijana Viktor Struzhkin kehitti: "Tämä on ensimmäinen tutkimus, joka osoittaa kokeellisesti, että magneettikuvion joustavuus muuttuu merkittävästi matalamman vaipan paineissa, jotka vaihtelevat yli 500 000 - miljoona kertaa paine merenpinnan tasolla (1 ilmakehä) ). Magnesiowite-stitin, joka sisältää 20% rautaoksidia ja 80% magnesiumoksidia, uskotaan olevan noin 20% alemmasta vaipan tilavuudesta. Havaitsimme, että 530 000 - 660 000 ilmakehän paineille alttiina raudan elektronien pyöritykset siirtyivät korkean spin-tilan (parittomat) matalan spin-tilan (spin-pari) tilaan. Tarkkaillessamme raudan spin-tilaa, mittasimme myös magnesiovoiman tilavuuden (tiheyden) muutosnopeutta elektronisen siirtymisen kautta. Tämän tiedon avulla voimme määrittää, kuinka seismiset nopeudet vaihtelevat siirtymisen aikana.?
? Yllättäen seismaattiset aallot kulkevat noin 15% nopeammin, kun raudan elektronit pyöritetään pariksi magnesium-rautaoksidissa ,? kommentoi kirjoittaja Steven Jacobsen. "Mitattu nopeuden hyppy siirtymän yli saattaa siksi olla havaittavissa seismisesti syvässä vaipassa." Kokeet tehtiin timantti-alasin painekennon sisällä voimakkaan röntgenvalolähteen avulla kansakunnan kolmannen sukupolven synkrotronilähteessä, Argonnen kansallisessa laboratoriossa lähellä Chicagon.
Salaperäisestä alemmasta vaipan alueesta ei voida ottaa näytteitä suoraan. Joten meidän on luotettava kokeiluihin ja teoriaan. Koska se, mikä tapahtuu maan sisätiloissa, vaikuttaa koko planeetan dynamiikkaan, meille on tärkeää selvittää, mikä aiheuttaa seismisten aaltojen epätavallisen käytöksen kyseisellä alueella? totesi Lin. ? Tähän asti maatieteilijät ovat ymmärtäneet Maan sisätiloja ottamalla huomioon vain puhtaat oksidit ja silikaatit. Tuloksemme osoittavat yksinkertaisesti, että rauta, koko maan maapallon runsain siirtymämetalli, aiheuttaa erittäin monimutkaisia ominaisuuksia tällä syvällä alueella. Odotamme innolla seuraavia kokeitamme nähdäksemme, voimmeko tarkentaa ymmärrystämme siellä tapahtuvasta ,? hän päätteli.
Alkuperäinen lähde: Carnegie Institution lehdistötiedote
