بحث جديد يلقى الضوء على دور الحديد فى ديناميكيات قلب الأرض

كشفت الأبحاث التى تستخدم الأشعة السينية فائقة السرعة عن ذوبان الحديد وسلوكه الطورى عند ضغوط قلب الأرض.

يظهر الحديد، وهو أحد المكونات الأساسية لنواة الأرض، سلوكيات فريدة في ظل درجات الحرارة والضغوط الشديدة، وقد فحصت الأبحاث الحديثة درجة انصهاره واستقراره الطوري في ظل ظروف تعكس تلك الموجودة في نواة الأرض.

وقد سلطت النتائج التي توصلت إليها التجارب المتقدمة التي تنطوي على مطيافية امتصاص الأشعة السينية فائقة السرعة الضوء على اكتشافات مهمة حول الخصائص البنيوية والحرارية للحديد، و تحمل هذه الاكتشافات إمكانية تحسين فهم البنية الداخلية للأرض والديناميكا الجيولوجية، وتوفير بيانات قيمة حول العمليات التي تشكل تطور الكوكب.

دراسة متقدمة للحديد باستخدام مطيافية الأشعة السينية

وفقا لدراسة نُشرت في Physical Review Letters، قام باحثون من منشأة الإشعاع السنكروتروني الأوروبية (ESRF) في جرونوبل ومعاهد أخرى حول العالم بالتحقيق في السلوك المجهري للحديد في ظل ظروف الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية.

وأجريت التجارب في منشأة الليزر عالية الطاقة التابعة لـ ESRF، حيث تم الجمع بين الليزر عالي الطاقة مع مطيافية امتصاص الأشعة السينية فائقة السرعة لاستكشاف مخطط طور الحديد.

وأشارت صوفيا بالوجاني، الباحثة الرئيسية، في تصريح لموقع فيزيكس دوت أورج إلى أن الدراسة تهدف إلى تحديد منحنى ذوبان الحديد والتغيرات البنيوية عند ضغوط تصل إلى 240 جيجاباسكال. وهذه الظروف مماثلة لتلك الموجودة بالقرب من حدود اللب الداخلي للأرض ، مما يوفر رؤى حول كيفية انتقال اللب الخارجي السائل إلى اللب الداخلي الصلب.

وقدمت الدراسة أيضًا منهجية جديدة لتحديد درجات حرارة المعادن في ظل ظروف قاسية باستخدام مطيافية امتصاص الأشعة السينية.

كما فتح البحث آفاقًا لدراسة سبائك الحديد عند ضغوط ودرجات حرارة أعلى ، مما قد يعزز المعرفة بديناميكيات قلب الأرض ويساهم في دراسات الاندماج النووي، ومن المتوقع أن يلقي المزيد من الاستكشاف لسبائك الحديد الضوء على الكواكب الخارجية الأرضية والآثار الأوسع للديناميكيات الجيوديناميكية الكوكبية.