Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Trong nỗ lực điều tra các điều kiện được tìm thấy ở lõi ngoài nóng chảy của Trái đất, các nhà nghiên cứu đã xác định thành công mật độ của chất lỏng sắt và tốc độ lan truyền âm thanh qua nó ở áp suất cực cao. Họ đã đạt được điều này bằng cách sử dụng một chiếc đe kim cương chuyên dụng cao để nén các mẫu và đo tia X tinh vi. Phát hiện của họ xác nhận lõi ngoài nóng chảy ít đậm đặc hơn sắt lỏng và cũng đặt giá trị lên sự khác biệt.
Trong nỗ lực điều tra các điều kiện được tìm thấy ở lõi ngoài nóng chảy của Trái đất, các nhà nghiên cứu đã xác định thành công mật độ của chất lỏng sắt và tốc độ lan truyền âm thanh qua nó ở áp suất cực cao. Họ đã đạt được điều này bằng cách sử dụng một chiếc đe kim cương chuyên dụng cao để nén các mẫu và đo tia X tinh vi. Phát hiện của họ xác nhận lõi ngoài nóng chảy ít đậm đặc hơn sắt lỏng và cũng đặt giá trị lên sự khác biệt.
Cuốn tiểu thuyết Hành trình đến Trung tâm Trái đất năm 1864 của Jules Verne đưa các nhà thám hiểm vào một chuyến đi tưởng tượng xuống lõi Trái đất nơi họ tìm thấy một hang động rỗng khổng lồ chứa một môi trường thời tiền sử và khủng long. Họ đến đó nhờ một máy khoan như xe tăng điều hướng qua núi lửa. Nghe có vẻ vui nhưng không cần phải nói vì nó khác xa với thực tế, nơi các nhà nghiên cứu khám phá Trái đất bên trong với một loạt các kỹ thuật và dụng cụ từ sự an toàn tương đối của bề mặt Trái đất.
Thiết bị địa chấn đo lường cách thức các trận động đất đi qua hành tinh này là mấu chốt để lập bản đồ một số sự sắp xếp cấu trúc lớn hơn trong Trái đất và nhờ đó từ lâu người ta đã biết rằng ở trung tâm Trái đất có một lõi rắn được bao quanh bởi một chất lỏng ít đậm đặc hơn lõi ngoài. Lần đầu tiên, các thí nghiệm và mô phỏng đã cho các nhà nghiên cứu biết chi tiết về lõi ngoài này mà trước đây không thể đạt được. Và những thí nghiệm này bao gồm một số chi tiết hấp dẫn.
“Điều kiện tái tạo được tìm thấy ở trung tâm Trái đất ở đây trên bề mặt là không dễ dàng”, Trợ lý Giáo sư Yasuhiro Kuwayama từ Khoa Khoa học Trái đất và Hành tinh nhận xét. “Chúng tôi đã sử dụng một chiếc đe kim cương để nén một mẫu sắt lỏng chịu nhiệt độ cao. Nhưng ngoài việc tạo ra các điều kiện, chúng tôi cần duy trì chúng đủ lâu để thực hiện các phép đo của chúng tôi. Đây là thử thách thực sự.”
Việc đo mật độ của mẫu chất lỏng khó hơn so với mẫu rắn vì phải mất nhiều thời gian hơn để làm như vậy. Nhưng với một thử nghiệm độc đáo được thiết lập trong hơn hai thập kỷ, tập trung vào chiếc đe kim cương, Kuwayama và nhóm của ông đã duy trì mẫu của họ đủ để thu thập dữ liệu họ cần. Họ đã sử dụng nguồn tia X tập trung cao từ synchrotron SPring-8 ở Nhật Bản để thăm dò mẫu và đo mật độ của nó.
Kuwayama giải thích: “Chúng tôi đã tìm thấy mật độ của chất lỏng sắt như bạn tìm thấy ở lõi ngoài là khoảng 10 tấn mỗi mét khối ở áp suất 116 gigapascal và nhiệt độ là 4.350 Kelvin. Để tham khảo, nhiệt độ phòng thông thường là khoảng 273 Kelvin. Vì vậy, mẫu này nóng hơn phòng của bạn hơn 16 lần và đặc hơn 10 lần so với nước.”
Khi so sánh với phép đo mới này, mật độ lõi ngoài của Trái đất dường như đậm đặc hơn khoảng 8% so với sắt lỏng nguyên chất. Gợi ý ở đây là có các yếu tố nhẹ hơn trong lõi ngoài nóng chảy hiện chưa được xác định. Nghiên cứu này có thể hỗ trợ những người khác trong nhiệm vụ của họ để tiết lộ nhiều bí mật khó có thể lấy được từ sâu bên trong Trái đất.
Điều quan trọng là phải điều tra những điều này để hiểu thêm không chỉ về lõi Trái đất mà còn về thành phần và từ đó chúng ta còn có thể hiểu hành vi của các hành tinh khác nữa. Cần lưu ý là nó không chỉ là thiết bị phức tạp giúp các nhà địa chất học tìm thấy thông tin mới này mà còn là phương pháp phân tích cũng như mô hình toán học tỉ mỉ. Các nhà khoa học đã rất ngạc nhiên về cách tiếp cận này hiệu quả và hy vọng nó có thể dẫn đến sự hiểu biết sâu sắc hơn về thế giới dưới chân chúng ta.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Tokyo . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :