اندازه گیری چگالی آهن مایع در شرایطی مشابه هسته بیرونی زمین
به گزارش ساخت اپل آی دی پژوهشگران ˮدانشگاه توكیوˮ در مطالعه اخیرشان موفق به اندازه گیری چگالی آهن مایع تحت شرایطی مشابه هسته بیرونی زمین شدند.
به گزارش ساخت اپل آی دی به نقل از ایسنا و به نقل از تک اکسپلوریست، بعد از گوشته، هسته زمین وجود دارد. هسته بیشتر از فلزات آهن و نیکل ساخته شده و از دو بخش تشکیل شده است: یک هسته بیرونی(مایع) و یک هسته بیرونی (جامد). هسته درونی و بیرونی ۳ هزار و ۴۸۶ کیلومتر ضخامت دارند. هسته بیرونی زمین، لایه ای از ساختار زمین است که هسته درونی را فرا گرفته و برخلاف آن مایع است و در زیر گوشته قرار گرفته است.
ماده اصلی هسته بیرونی آهن است و چگالی آن به میزان قابل توجهی پایین تر از آهن خالص است. پیش تر تصور می شد هسته بیرونی شامل تعداد زیادی عناصر سبک مانند هیدروژن و اکسیژن است. محققان طی این مطالعه علاوه بر تشخیص نوع و میزان این عناصر سبک، درک درستی از منشا زمین و موادی که زمین و محیط هسته را جدا شدن از گوشته می سازند، به دست آوردند.
در هر صورت آنها در ابتدا به تخمین دقیق چگالی آهن مایع خالص در فشار شدید و درجه حرارت بالا نیاز داشتند تا بتوانند چگالی آهن مایع در هسته بیرونی و درونی را با هم مقایسه کنند.
با افزایش فشار، نقطه ذوب آهن هم افزایش می یابد و این مساله بررسی چگالی آهن مایع تحت فشار فوق العاده بالا را دشوار می کند. اندازه گیری های چگالی آهن مایع در فشار بالا قبلاً نشان داده بود که چگالی آهن مایع در فشار بالا در هسته حدود ۱۰ درصد بیشتر از چگالی آهن مایع در حالت معمول است.
طی این مطالعه محققان دانشگاه توکیو با همکاری محققان کشورهای ژاپن و فرانسه از ابزار تابش سنکروترون بزرگ اسپرینگ-۸ (large synchrotron radiation facility SPring-۸) در ژاپن استفاده کردند.
دانشمندان با استفاده از این تجهیزات، چگالی آهن مایع را تحت شرایطی مشابه هسته بیرونی زمین(با اتمسفر یک میلیون و حرارت چهار هزار درجه سانتیگراد) اندازه گیری کردند. اندازه گیری چگالی دقیق آهن مایع در چنین شرایطی برای درک ترکیبات شیمیایی بسیار مهم می باشد.
این مطالعه برپایه داده های اندازه گیری شده در مطالعات پیشین که توسط ابزار اشعه ایکس با شدت زیاد در تأسیسات اسپرینگ-۸ برای اندازه گیری پراش اشعه ایکس آهن مایع تحت فشارهای بسیار بالا و دمای بالا انجام شده بود، صورت گرفت. دانشمندان همینطور مشخصات سرعت صوت مایعات را در شرایط شدید بیشتر از ۴۵۰ هزار اتمسفر را اندازه گیری کردند. داده ها در دما و فشارهای مختلف جمع آوری و سپس با داده های موج-شوک قبلی ترکیب شد تا چگالی شرایط را در کل هسته زمین محاسبه کند. هم اکنون، یک رویکرد ایده آل برای ارزیابی تراکم هسته بیرونی زمین مشاهدات لرزه ای است. یافته های این مطالعه نشان داد که آهن خالص تقریباً هشت درصد از هسته بیرونی زمین متراکم تر است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب