A mélyből érkező földrengéshullámok évtizedek óta furcsán viselkednek. Most pedig a tudósok először laboratóriumi kísérletekkel is igazolták, hogy a Föld közepén egy különös, félig szilárd, félig folyékony állapot uralkodhat, amely alapjaiban írhatja át a bolygó belső működéséről alkotott képet.
Mivel a Föld belsejébe nem látunk bele, ezért a kutatók abból próbálnak következtetni, hogyan viselkedik a bolygó, amikor földrengések rázzák meg. Ezek a megfigyelések már régóta azt sugallták, hogy a belső mag nem olyan kemény és merev, mint egy tömbnyi fém.
Ahogy azt a ScienceAlert is megírta, egy kínai kutatócsoport, Yu He geofizikus vezetésével arra jutott, hogy a Föld belső magjában egy egészen különleges állapot alakulhatott ki. Olyan, amely egyszerre szilárd és „folyékony”.
A magban uralkodó elképesztő nyomás ugyanis szilárdan egyben tartja a vasat, miközben az extrém hő lehetővé teszi, hogy a könnyebb atomok – például a szén – szinte szabadon mozogjanak benne. Ez az úgynevezett szuperionos állapot, amely eddig inkább csak jól hangzó elmélet volt.
Ágyúval modellezték a Föld belsejét
A kutatók vasból és szénből álló apró mintákat használtak, és egy ágyúhoz hasonló berendezéssel, lőpor és sűrített gáz segítségével nagy sebességgel kilőtték a parányi részecskéket a céltárgyra. A becsapódás pillanatában olyan nyomás és hő keletkezett, amely nagyon hasonlít arra, ami több ezer kilométerrel a felszín alatt uralkodik.
Az ütközéskor a nyomás elérte a 140 gigapascal értéket, miközben a hőmérséklet megközelítette a 2300 Celsius-fokot. Bár ez még elmarad a Föld középpontjában uralkodó, akár 5000–6000 Celsius-fokos hőmérséklettől és az ott tapasztalható még nagyobb nyomástól, a kutatók szerint ezek az értékek már elegendők ahhoz, hogy a belső mag legfontosabb tulajdonságait hitelesen modellezzék.
Így is sikerült megállapítani, hogy az anyag szerkezete szilárd maradt, miközben a szén atomjai szinte szabadon mozogtak benne.
Olyan ez, mintha egy masszív fémvázon belsejében az apró részecskék folyamatosan áramlanának. Az anyag egyszerre marad szilárd, mégis enged a terhelésnek.
Miért fontos ez a felszínen?
Ez a furcsa állapot végre megmagyarázhatja, miért viselkedik olykor szokatlanul a Föld belseje. Ha a bolygó magja nem teljesen merev, hanem inkább lassan alakítható, akkor érthetővé válik, miért reagál másképp a mozgásokra, mint egy hagyományos szilárd test.
A kutatók szerint a felfedezés ennél is tovább mutat, mivel a Föld mágneses tere – amely nélkül az élet a felszínen aligha lenne lehetséges – szorosan összefügg a bolygó belső folyamataival. Ha a mag nem egy statikus, mozdulatlan tömb, hanem egy belül „mozgékonyabb” rendszer, az új megvilágításba helyezheti a mágneses mező kialakulását és változásait is.
A bolygó magja tehát nem egy élettelen vasgolyó, hanem egy összetett, dinamikus rendszer, ahol szilárd és folyékony tulajdonságok egyszerre vannak jelen. Bár sosem juthatunk le oda személyesen, ezek a kísérletek minden eddiginél közelebb visznek ahhoz, hogy megértsük, mi zajlik mélyen a lábunk alatt.
Forrás: