Konsep Artis mengenai lapisan dalaman Bumi. Kredit gambar: S. Jacobsen, M. Wysession, dan G. Caras. Klik untuk membesarkan
Baru-baru ini, ahli seismologi telah memperhatikan bahawa kelajuan dan arah gelombang seismik di mantel bawah Bumi, antara 400 hingga 1.800 batu di bawah permukaan, sangat berbeza. "Saya rasa kita mungkin telah mengetahui mengapa gelombang seismik bergerak begitu tidak konsisten di sana," menyatakan Jung-Fu Lin. * Lin berada di Makmal Geofizik Carnegie Institution pada masa kajian dan penulis utama makalah yang diterbitkan dalam terbitan Nature pada 21 Julai. Sehingga penyelidikan ini, saintis telah mempermudah kesan besi pada bahan mantel. Ini adalah logam peralihan paling banyak di planet ini dan hasilnya tidak seperti yang telah diramalkan oleh para saintis ,? dia meneruskan. Kita mungkin harus mempertimbangkan semula apa yang kita fikir berlaku di zon tersembunyi itu. Ini jauh lebih kompleks daripada yang kita bayangkan.?
Tekanan penghancuran pada mantel bawah memerah atom dan elektron sehingga rapat sehingga saling berinteraksi berbeza dari keadaan normal, malah memaksa elektron berputar berpasangan dalam orbit. Secara teori, tingkah laku gelombang seismik pada kedalaman tersebut mungkin berlaku akibat pengaruh tekanan cengkaman pada keadaan putaran elektron besi pada bahan yang lebih rendah. Pasukan Lin melakukan eksperimen tekanan tinggi pada bahan oksida yang paling banyak di sana, magnesiow? Stite (Mg, Fe) O, dan mendapati perubahan keadaan putaran elektron besi dalam mineral tersebut secara drastik mempengaruhi sifat elastik magnesiow? Stite. . Penyelidikan ini dapat menjelaskan anomali gelombang seismik kompleks yang diperhatikan di mantel paling bawah.
Sebagai pengarang bersama kajian itu, Viktor Struzhkin menghuraikan: "Ini adalah kajian pertama yang menunjukkan secara eksperimen bahawa keanjalan magnesiow? Berubah secara signifikan di bawah tekanan mantel yang lebih rendah dari lebih dari 500,000 hingga 1 juta kali tekanan di permukaan laut (1 atmosfera) ). Magnesiow stite, yang mengandungi 20% oksida besi dan 80% magnesium oksida, dipercayai membentuk kira-kira 20% mantel bawah mengikut isipadu. Kami mendapati bahawa apabila mengalami tekanan antara 530,000 dan 660,000 atmosfera, putaran elektron besi beralih dari keadaan putaran tinggi (tidak berpasangan) ke keadaan putaran rendah (berpasangan berputar). Semasa memantau keadaan putaran besi, kami juga mengukur kadar perubahan volume (ketumpatan) magnesiow? Melalui peralihan elektronik. Maklumat tersebut membolehkan kami menentukan bagaimana halaju gempa akan berbeza sepanjang peralihan.
"Anehnya, gelombang seismik pukal bergerak sekitar 15% lebih cepat setelah elektron besi berpasangan berpasangan dalam magnesium-besi oksida," komen pengarang bersama Steven Jacobsen. Oleh itu, lompatan halaju yang diukur melintasi peralihan mungkin dapat dikesan secara seismik di mantel dalam. Eksperimen tersebut dilakukan di dalam sel tekanan berlian-landasan menggunakan sumber sinar-X yang kuat di sumber synchrotron generasi ketiga negara, Argonne National Laboratory dekat Chicago.
"Kawasan mantel bawah yang misterius tidak dapat diambil sampel langsung. Oleh itu, kita harus bergantung pada eksperimen dan teori. Oleh kerana apa yang berlaku di pedalaman Bumi mempengaruhi dinamika seluruh planet, adalah penting bagi kita untuk mengetahui apa yang menyebabkan tingkah laku gelombang seismik yang tidak biasa di kawasan itu ,? kata Lin. Hingga kini, saintis bumi telah memahami bahagian dalam Bumi dengan hanya mempertimbangkan oksida dan silikat tulen. Hasil kajian kami menunjukkan bahawa besi, logam peralihan paling banyak di seluruh Bumi, menghasilkan sifat yang sangat kompleks di wilayah yang dalam itu. Kami menantikan percubaan seterusnya untuk melihat apakah kami dapat memperbaiki pemahaman kami tentang apa yang berlaku di sana ,? dia membuat kesimpulan.
Sumber Asal: Siaran Berita Carnegie Institution
