Sanatçının Dünya'nın iç katmanları hakkındaki anlayışı. İmaj kredisi: S. Jacobsen, M. Wysession ve G. Caras. Büyütmek için tıklayın
Son zamanlarda, sismologlar, Dünya'nın alt mantosundaki yüzeyin 400 ila 1.800 mil altındaki sismik dalgaların hızının ve yönünün muazzam bir şekilde değiştiğini gözlemlediler. Sanırım sismik dalgaların neden bu kadar tutarsız bir şekilde orada seyahat ettiğini keşfetmiş olabiliriz? Jung-Fu Lin. * Lin, çalışma sırasında Carnegie Enstitüsü Jeofizik Laboratuvarı ile birlikteydi ve 21 Temmuz'da Nature sayısında yayınlanan makalenin baş yazarıydı. Bu araştırmaya kadar, bilim adamları demirin manto malzemeleri üzerindeki etkilerini basitleştirdiler. Gezegendeki en bol geçiş metali ve sonuçlarımız bilim adamlarının tahmin ettiği gibi değil ,? o devam etti. O gizli bölgede ne düşündüğümüzü yeniden düşünmek zorunda kalabiliriz. Hayal ettiğimizden çok daha karmaşık.?
Alt mantodaki kırma basınçları, atomları ve elektronları o kadar yakından sıkıştırırlar ki normal koşullar altında farklı etkileşirler, hatta dönen elektronları yörüngelerde eşleşmeye zorlarlar. Teorik olarak, bu derinliklerde sismik dalga davranışı, alt-manto malzemelerde demirin elektron dönme durumu üzerindeki mengene-yakalayıcı basınç etkisinden kaynaklanabilir. Lin ekibi oradaki en bol oksit materyal olan magnesiowit stite (Mg, Fe) O üzerinde ultra yüksek basınçlı deneyler yaptı ve bu mineral içindeki demirin değişen elektron spin durumlarının magnesiow stite'nin elastik özelliklerini büyük ölçüde etkilediğini buldu. . Araştırma, en alt mantoda gözlenen karmaşık sismik dalga anomalilerini açıklayabilir.
Çalışmanın ortak yazarı Viktor Struzhkin'in detaylandırdığı gibi: Bu, magnesiow'un stitinin esnekliğinin, deniz seviyesindeki basıncın 500.000 ila 1 milyon katından daha düşük manto basınçları altında önemli ölçüde değiştiğini deneysel olarak gösteren ilk çalışmadır (1 atmosfer ). % 20 demir oksit ve% 80 magnezyum oksit içeren magnesiowititin, hacimce alt mantonun kabaca% 20'sini oluşturduğuna inanılmaktadır. 530.000 ila 660.000 atmosfer arasındaki basınçlara maruz kaldığında, demirin elektron spinlerinin yüksek spin durumundan (eşleşmemiş) düşük spin durumuna (spin çiftli) dönüştüğünü bulduk. Demirin dönme durumunu izlerken, elektronik geçiş yoluyla magnesiowititin hacmindeki (yoğunluk) değişim oranını da ölçtük. Bu bilgiler sismik hızların geçiş boyunca nasıl değişeceğini belirlememizi sağladı.
Şaşırtıcı bir şekilde, demirin elektronları magnezyum-demir oksit içinde spin-çiftlendiğinde toplu sismik dalgalar yaklaşık% 15 daha hızlı seyahat eder, yardımcı yazar Steven Jacobsen yorumladı. Bu nedenle, geçiş boyunca ölçülen hız sıçraması derin mantoda sismik olarak tespit edilebilir. Deneyler, ülkenin üçüncü nesil senkrotron kaynağı Chicago yakınlarındaki Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki yoğun X-ışını ışık kaynağı kullanılarak bir elmas örs basınç hücresi içinde gerçekleştirildi.
Gizemli alt manto bölgesi doğrudan örneklenemez. Bu yüzden deneylere ve teoriye güvenmeliyiz. Dünya'nın iç kısmında ne olduğu tüm gezegenin dinamiklerini etkilediğinden, o bölgedeki sismik dalgaların alışılmadık davranışlarına neyin sebep olduğunu bulmak bizim için önemlidir. belirtilen Lin. Şimdiye kadar yerbilimciler Dünya'nın iç mekanını yalnızca saf oksitleri ve silikatları göz önünde bulundurarak anladılar. Sonuçlarımız, tüm Dünyadaki en bol geçiş metali olan demirin, o derin bölgede çok karmaşık özelliklere yol açtığını göstermektedir. Orada neler olup bittiğine dair anlayışımızı geliştirip geliştiremeyeceğimizi görmek için bir sonraki deneylerimizi bekliyoruz. diye sonlandırdı.
Orijinal Kaynak: Carnegie Institution Haber Bülteni
