Forskere genskaber dybe jordforhold for at se, hvordan jern kan klare ekstrem stress

I jordens dybder, hvor tryk og temperaturer er ekstreme, udsættes jern for enorm stress. Forskere har længe undret sig over, hvordan jern opfører sig under disse forhold, da det er en nøglekomponent i Jordens indre og spiller en afgørende rolle i mange geologiske processer.

For at få indsigt i jerns adfærd under ekstrem stress har forskere fra University of California, Berkeley, genskabt de forhold, der findes dybt inde i Jorden i laboratoriemiljøer ved hjælp af en diamantamboltcelle. Denne enhed giver mulighed for påføring af enorme tryk, der simulerer dem, der findes tusindvis af kilometer under overfladen.

Holdet udsatte prøver af jern for tryk på op til 2,5 millioner gange atmosfærisk tryk, hvilket omtrent er trykket i jordens centrum. Under disse ekstreme forhold observerede de, at jern gennemgår en række strukturelle transformationer.

Ved lavere tryk er jernatomerne arrangeret i en kropscentreret kubisk struktur, som er den mest almindelige struktur for jern. Men efterhånden som trykket stiger, skifter jernatomerne gradvist til en sekskantet tætpakket struktur. Denne ændring i strukturen skyldes den øgede pakningseffektivitet af atomerne under højt tryk.

Forskerne fandt også ud af, at jernprøverne bliver stærkere under højt tryk. Dette er et vigtigt fund, da det antyder, at jern muligvis kan modstå de ekstreme spændinger, der findes i Jordens indre. Den øgede styrke af jern under højt tryk kan også påvirke adfærden af ​​andre materialer i Jordens indre, hvilket potentielt kan påvirke geologiske processer.

Undersøgelsen, der er offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications, giver ny indsigt i jerns adfærd under ekstrem stress og hjælper os med bedre at forstå forholdene og processerne i Jordens indre.