Bilim İnsanları, Dünyanın Süper Sıcak Çekirdeğinin Neden Katı Halde Kaldığını Bulmuş Olabilir

Sebebi sadece basınç değil.

Bilim insanları, Dünya’nın içindeki çekirdeğin, Güneş’in yüzeyinden daha sıcak olmasına rağmen neden katı halde kaldığı konusunda yeni bir açıklamaya sahipler. Ortaya çıktığına göre bu durumun hepsi, Dünya’nın merkezindeki kristalleşmiş demir topun atomik yapısına indirgenebilir.

Araştırmacılar, bu demir çekirdeğin daha önce hiç görülmemiş atomik bir durumda bulunduğunu, ve bu durumun, çekirdeğin gezegenimizin merkezinde bulunan inanılmaz miktardaki sıcaklık ve basınçlara direnmesine olanak sağladığını öne sürüyor. Ve eğer haklılarsa, bu durum bilim insanlarının kafasını on yıllar boyunca karıştırmış olan bir gizemi çözebilir.

İsveç’teki KTH Kraliyet Teknoloji Enstitüsü’nden bir takım, ülkenin en büyük süperbilgisayarlarından biri olan Triolith‘i kullanarak, ayaklarımızın yaklaşık 6.400 kilometre altında meydana gelebilecek atomik süreçleri canlandırdılar.

Herhangi bir metalde olduğu gibi, demirdeki atomik ölçekte bulunan yapılar da sıcaklık ve basınca bağlı olarak değişiyor. Demir, oda sıcaklığı ve normal basınçta, hacim merkezli kübik (BCC) faz olarak adlandırılan bir şeyde bulunuyor; yüksek basınçta ise, sıkı altıgensel örgülü (HCP) faza geçiyor.

Bu teknik terimler, metalin içindeki atomların dizilişini tanımlıyor. Bu diziliş, sırayla, onun gücünü ve katı halde kalıp kalmadığı gibi diğer özelliklerini etkiliyor.

Dünya’nın çekirdeğinde bulunan katı ve kristalleşmiş demirin, şimdiye kadar bir HCP dizilişinde olduğu düşünülüyordu, çünkü koşullar BCC için fazla istikrarsızdı.

Yeni araştırma bu durumu tamamen değiştirerek, gezegenin merkezindeki ortamın aslında bu BCC dizilimini parçalamak yerine güçlendirdiğini öne sürüyor.

Araştırmacılardan biri olan Anatoly Belonoshko şöyle söylüyor: “Dünya’nın çekirdeğindeki koşullarda, BCC demiri, daha önce hiç gözlenmemiş bir atomik yayılma kalıbı sergiliyor.

“BCC fazı, ‘Beni öldürmeyen şey güçlendirir’ sözüyle hareket ediyor. İstikrarsızlık, BCC fazını düşük sıcaklıkta ortadan kaldırıyor, fakat yüksek sıcaklıkta BCC fazını dengeli hale getiriyor.”

Belonoshko, Dünya’nın merkezinde bulunan demirin uç noktadaki atomik faaliyetini, bir masadaki kartların karılmasına benzetiyor; atomlar, yüksek sıcaklık ve basınç kuvvetleri sebebiyle inanılmaz hızlı şekilde karışabiliyorken, masa bozulmadan duruyor.

Üstelik bu kuvvetler gerçekten olağanüstü: yüzeyde maruz kaldığımız basıncın 3.5 milyon katıyla birlikte, yüzeyde maruz kaldığımızdan yaklaşık 6.000°C daha sıcak.

Triolith tarafından çözümlenen veriler ayrıca Dünya’nın iç çekirdeğinin yüzde 96’sının muhtemelen demirden meydana geldiğini gösteriyor; bu miktar, daha önceki tahminlerden daha yüksek ve geri kalanı da nikel ile diğer hafif elementler oluşturuyor.

Son araştırma tarafından çözülmüş olabilen bir diğer gizem de, sismik dalgaların kutuplar arasında neden ekvator boyunca olduğundan daha hızlı hareket ettikleri olabilir. Bu özellik, teknik olarak eşyönsüzlük şeklinde biliniyor. Yani, bir odundaki damarlar gibi, bir şeyin belirli bir yönde düzenlenmiş olması.

Araştırmacılar, BCC demirinin Dünya’nın çekirdeğindeki şiddetli koşullar altındaki davranışının, geniş ölçekli eşyönsüz etkiler oluşturmak için yeterli olabileceğini ve bu durumun, bilim insanlarının gelecekte araştırması için bir başka yol açtığını söylüyorlar.

Bu hipotezlerin, Dünya’nın iç hareketlerinin canlandırmalarına dayalı olduğunu, ve farklı hesaplamalara dayalı farklı modeller yürüten ayrı takımların, bu hükümlerle uyumsuz olan sonuçlarla neticelendiğini belirtmekte fayda var.

Gerçek araçları aşağıya nasıl ulaştıracağımızı çözebilene kadar, hesaplamaların yüzde 100 doğru olduğundan asla emin olamayacağız; ve aşağıda mevcut olduğu düşünülen basınç ve sıcaklık türleri ile birlikte, çekirdeğin faaliyetinin doğrudan kanıtına hiçbir zaman sahip olamayabiliriz.

Fakat bu, zorluklara rağmen, takip edilecek önemli bir araştırma, çünkü Dünya’nın iç işleyişleri hakkında daha fazla şey bildiğimiz zaman, sonraki sefer ne olacağı hakkında daha iyi tahminler yürütebiliriz.

Belonoshko şöyle söylüyor: “Dünya bilimlerinin nihâi hedefi, Dünya’nın geçmişini, bugününü ve geleceğini anlamaktır ve bizim yaptığımız tahmin de tam olarak bunu yapmamızı sağlıyor.”

Bulgular, Nature Geoscience bülteninde yayınlandı.

 

 

 

ScienceAlert

Bunları da okumak isteyebilirsiniz...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir