Вчені стали на крок ближче до розгадки таємниці формування Землі

Область між ядром і мантією Землі є наслідком стародавніх часів і подій, які відбувалися 4,5 мільярдів років тому, коли вся планета була розплавлена. Екстремальний тиск і високі температури цього місця ускладнюють його вивчення, однак він містить ключі до загадкової історії походження світу.

Вчені все ще намагаються зібрати воєдино картину того, як почала формуватися Земля: як вона перетворилася з розплавленої планети на місце з живими істотами. Це спонукало фахівців розробити спосіб вивчення рідких силікатів в екстремальних умовах на кордоні ядро - мантія.

"Проблема полягає в тому, що розплавлені матеріали за своєю суттю є більш складними для вивчення. Завдяки нашим експериментам ми змогли дослідити геофізичні матеріали при надзвичайно високих температурах і тисках глибин Землі, щоб вивчити їх рідку структуру і дізнатися, як вони поводяться. У майбутньому ми зможемо використовувати ці типи експериментів, щоб відтворити перші моменти існування Землі і зрозуміти процеси, які сформували її ", - повідомляють автори роботи.

Для проведення експерименту в Національній прискорювальній лабораторії SLAC, вчені послали ударну хвилю через силікатний зразок за допомогою оптичного лазера. Це дозволило їм досягти тиску аналогічного тиску в мантії Землі і температури, що досягає 6000 кельвінів, що дещо вище, ніж на поверхні Сонця.

Потім дослідники вдарили по зразку надшвидкими рентгенівськими лазерними імпульсами з LCLS (лазер на вільних електронах) в той самий момент, коли ударна хвиля досягла потрібного тиску і температури. Частина рентгенівських променів розсіялася в детекторі і утворила дифракційну картину. Подібно до того, як кожна людина має свій власний набір відбитків пальців, атомна структура матеріалів також унікальна. Дифракційні картини показують цей відбиток матеріалу, дозволяючи дослідникам простежити, як атоми зразка перебудовуються у відповідь на підвищення тиску і температури під час ударної хвилі.

Зараз вчені мають намір провести експерименти з більш високими температурами і тиском, щоб отримати уявлення про те, як ці процеси розгортаються на планетах більше Землі.