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 udførte forskere fra University of California, Berkeley og Advanced Light Source (ALS) ved Lawrence Berkeley National Laboratory en række eksperimenter med en diamantamboltcelle. Denne enhed tillod dem at genskabe de høje tryk og temperaturer, der findes dybt inde i Jorden.

Forskerne placerede en lille prøve af jern mellem to diamantambolte og pressede den til tryk på op til 2,5 millioner atmosfærer, hvilket svarer til trykket i jordens centrum. De opvarmede også prøven til temperaturer på op til 2.000 grader Celsius, hvilket er varmere end solens overflade.

Under disse ekstreme forhold gennemgik jernet en række faseovergange, der skiftede fra en krystalstruktur til en anden. Disse faseovergange er ledsaget af ændringer i jernets egenskaber, såsom dets tæthed, elektrisk ledningsevne og magnetisk modtagelighed.

Forskerne brugte røntgendiffraktion til at studere strukturen af ​​jernprøven under højt tryk og temperatur. Denne teknik gjorde det muligt for dem at bestemme arrangementet af atomer i jernkrystalgitteret, og hvordan det ændrer sig med stigende tryk og temperatur.

Resultaterne af eksperimenterne giver værdifuld indsigt i jerns adfærd under ekstreme forhold, der findes i Jordens indre. Denne viden er afgørende for at forstå dynamikken i Jordens kappe og kerne, samt planetens dannelse og udvikling.

Undersøgelsen fremhæver også vigtigheden af ​​højtryks- og højtemperaturforsøg for at studere materialers egenskaber under ekstreme forhold. Disse eksperimenter kan hjælpe os med at opklare mysterierne i den dybe Jord og få en bedre forståelse af de grundlæggende processer, der former vores planet.