العلماء يتوصلون لمحاكاة ظروف اللب الخارجي للأرض في المختبر

على بعد آلاف الكيلومترات تحت سطح الأرض، وتحت ضغوط ساحقة (135-330 جيجا باسكال) ودرجات حرارة شديدة (3727-3796 درجة مئوية)، يمكن العثور على قلب الكوكب. يتكون القلب الداخلي من كرة صلبة من النيكل والحديد تدور بشكل فائق داخل اللب الخارجي، الذي يتكون من الحديد والنيكل السائلين.

أعاد العلماء تكوين ظروف هذا اللب الخارجي في المختبر باستخدام الليزر البصري، وتمكنوا بهذه الطريقة من ملاحظة التشوه الهيكلي للحديد. وهذا له آثار على فهم كوكبنا، ويساعدنا على فهم أفضل لما يحدث عندما تصطدم قطع من الحديد في الفضاء.

في ظل ظروف الأرض العادية، يكون التركيب البلوري للحديد عبارة عن شبكة مكعبة. مع وجود الذرات في زاوية كل مكعب، وواحدة في المركز. عندما يتم ضغط الحديد تحت ضغوط عالية للغاية، فإن هذه الشبكة تغير شكلها وتتحول إلى هيكل سداسي. هذا يسمح بتعبئة المزيد من الذرات في نفس الحجم من الفضاء.

لقياس التركيب الذري، قام الفريق بتجميد الذرات واستخدام الأشعة السينية. وتمكنوا من إجراء قياس في جزء من المليار من الثانية. كشفت الصور الناتجة أن الشبكة الحديدية البلورية تصبح مضغوطة لدرجة أن بعض النقاط الشبكية تصبح مشتركة بواسطة بلورات متعددة بطريقة متناظرة.

بالنسبة للحديد في ظروف اللب الخارجي، فإن هذا يعني أنه يتم دفع الترتيب الذري بحيث تدور الأشكال السداسية بمقدار 90 درجة تقريباً. تسمح هذه الآلية للمعدن بتحمل الأطراف.

تسمح هذه التوأمة للحديد بأن يكون قوياً بشكل لا يصدق لفترة طويلة قبل أن يبدأ في التدفق بشكل بلاستيكي. و هذا له آثار مهمة على طريقة فهم التصادم في الفضاء.