بحث جديد يلقى الضوء على دور الحديد فى ديناميكيات قلب الأرض

كشفت الأبحاث التي استخدمت الأشعة السينية فائقة السرعة عن ذوبان الحديد وسلوكه المرحلي عند ضغوط قلب الأرض.

يُظهر الحديد، وهو مكون أساسي في قلب الأرض، سلوكيات فريدة في ظل درجات الحرارة والضغوط القصوى، وقد فحصت الأبحاث الحديثة نقطة انصهاره واستقراره المرحلي في ظل ظروف تعكس تلك الموجودة في قلب الأرض.

سلطت نتائج التجارب المتقدمة التي تتضمن التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة السينية فائق السرعة الضوء على اكتشافات مهمة حول الخصائص الهيكلية والحرارية للحديد. تحمل هذه الاكتشافات القدرة على تحسين فهم البنية الداخلية للأرض والديناميكا الجيولوجية، وتوفير بيانات قيمة حول العمليات التي تشكل تطور الكوكب.

دراسة متقدمة للحديد باستخدام التحليل الطيفي للأشعة السينية

وفقا لدراسة نشرت في مجلة Physical Review Letters، قام باحثون من مرفق الإشعاع السنكروتروني الأوروبي (ESRF) في غرونوبل ومعاهد أخرى حول العالم بدراسة السلوك المجهري للحديد في ظل ظروف الضغط العالي ودرجات الحرارة المرتفعة.

تم إجراء التجارب في منشأة الليزر عالية الطاقة التابعة لـ ESRF، حيث تم دمج الليزر عالي الطاقة مع التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة السينية فائق السرعة لاستكشاف مخطط طور الحديد.

وأشارت صوفيا بالوجاني، الباحثة الرئيسية، في تصريح لموقع Physics.org، إلى أن الدراسة تهدف إلى تحديد منحنى انصهار الحديد والتغيرات الهيكلية عند ضغوط تصل إلى 240 جيجاباسكال. تشبه هذه الظروف تلك الموجودة بالقرب من حدود اللب الداخلي للأرض، مما يوفر نظرة ثاقبة حول كيفية انتقال اللب الخارجي السائل إلى اللب الداخلي الصلب.

كما قدمت الدراسة منهجية جديدة لتحديد درجات حرارة المعادن في الظروف القاسية باستخدام التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة السينية.

كما فتح البحث آفاقا لدراسة سبائك الحديد عند ضغوط ودرجات حرارة أعلى، مما قد يعزز المعرفة بديناميكية نواة الأرض ويساهم في دراسات الاندماج النووي. ومن المتوقع أن يؤدي المزيد من الاستكشاف لسبائك الحديد إلى تسليط الضوء على الكواكب الخارجية الأرضية والآثار الأوسع للديناميكا الجيولوجية الكوكبية.