Ce se ascunde la 5.000 de kilometri sub picioarele noastre. Un experiment schimbă teoria despre nucleul Pământului

Rezultatul ar putea modifica inclusiv teoriile despre evoluția câmpului magnetic care protejează planeta, potrivit publicației Science.

Fierul s-a comportat diferit la presiuni și temperaturi extreme

Timp de decenii, experimentele și simulările computerizate au indicat că atomii de fier din nucleul intern al Pământului sunt organizați predominant într-o structură hexagonală. Un experiment desfășurat la European X-ray Free-Electron Laser (XFEL), în Germania, pune însă sub semnul întrebării această imagine.

În cadrul proiectului HotCores, cercetătorii au comprimat o mostră minusculă de fier între vârfurile unor nicovale de diamant, încercând să reproducă mediul existent la mii de kilometri sub suprafața planetei.

La început, măsurătorile au confirmat structura hexagonală anticipată. SituaÈ›ia s-a schimbat însă atunci când presiunea a depășit echivalentul a aproximativ 2,3 milioane de atmosfere, iar temperatura a ajuns la circa 5.700 de grade Celsius. Cercetătorii au detectat atunci un semnal corespunzător unei structuri cubice de tip BCC („body-centered cubicâ€).

Descoperirea ar putea schimba teoriile despre câmpul magnetic

Diferența poate părea minoră în afara laboratoarelor de geofizică, dar implicațiile ar putea fi importante. Structura cristalină a fierului influențează proprietățile sale fizice și modul în care căldura este transportată prin interiorul planetei.

Dacă fierul din nucleul intern are o structură diferită de cea presupusă până acum, cercetătorii ar putea fi nevoiți să revizuiască estimările privind momentul în care nucleul intern a început să se solidifice. Procesul este legat de transferul de căldură și de elemente către nucleul extern lichid, ale cărui mișcări contribuie la generarea câmpului magnetic al Pământului.

Pentru orice regiune a globului, miza este una fundamentală: câmpul magnetic reprezintă una dintre principalele protecții naturale ale planetei împotriva particulelor încărcate electric provenite din spațiu.

Rezultatul nu închide însă dezbaterea

Oamenii de știință avertizează că observația nu reprezintă încă o dovadă definitivă. Experimentele ulterioare nu au reușit să reproducă aceleași condiții de presiune, iar alte teste, bazate pe tehnici convenționale cu șocuri laser, au identificat numai structura hexagonală a fierului.

Există și posibilitatea ca ambele forme să apară în interiorul planetei. Un model publicat în 2021 propunea că fierul ar putea cristaliza inițial în formă cubică, înainte de a trece la structura hexagonală. În plus, cantități relativ mici de nichel, siliciu și alte elemente ar putea influența structura finală.

Echipa HotCores testează acum asemenea aliaje, iar rezultatele preliminare, încă nepublicate, sugerează că prezența nichelului și siliciului poate favoriza forma cubică.

Descoperirea readuce astfel în actualitate o întrebare despre care cercetătorii credeau că au deja un răspuns solid: cum este organizată, de fapt, materia în inima Pământului?