Un experiment de înaltă precizie desfășurat în Germania a pus sub semnul întrebării modul în care este organizată materia în inima planetei noastre. Cercetătorii care participă la proiectul HotCores au observat semnale care sugerează că structura atomilor de fier din nucleul intern al Pământului ar putea fi diferită de cea anticipată de decenii. Această descoperire, raportată de publicația Science, ar putea influența înțelegerea proceselor geofizice fundamentale care definesc interiorul globului.
Echipa de cercetare a utilizat infrastructura de la European X-ray Free-Electron Laser (XFEL) pentru a simula mediul extrem de la o adâncime de aproximativ 5.000 de kilometri. În cadrul acestui proces, o mostră minusculă de fier a fost comprimată între vârfurile unor nicovale de diamant pentru a reproduce condițiile de presiune și temperatură. Inițial, măsurătorile au confirmat structura hexagonală pe care oamenii de știință o considerau standard pentru nucleul intern al planetei.
Situația s-a schimbat radical atunci când parametrii experimentului au atins valori extreme, depășind echivalentul a 2,3 milioane de atmosfere. La o temperatură de aproximativ 5.700 de grade Celsius, cercetătorii au detectat un semnal care corespunde unei structuri cubice de tip BCC („body-centered cubic”). Această observație este crucială, deoarece structura cristalină a fierului determină modul în care căldura este transportată prin interiorul Pământului și influențează proprietățile fizice ale nucleului.
Implicațiile acestei descoperiri vizează în special înțelegerea evoluției câmpului magnetic al Pământului, care protejează planeta de particulele încărcate electric din spațiu. Dacă fierul are o structură cubică, cercetătorii ar putea fi nevoiți să revizuiască estimările privind momentul în care nucleul intern a început să se solidifice. Acest proces de solidificare este strâns legat de transferul de căldură și de elemente către nucleul extern lichid, care generează câmpul magnetic.
Totuși, oamenii de știință avertizează că rezultatele nu sunt încă o dovadă definitivă, deoarece experimentele ulterioare nu au reușit să reproducă aceleași condiții de presiune. Există posibilitatea ca ambele forme să coexiste sau ca prezența unor elemente precum nichelul și siliciul să favorizeze forma cubică. Echipa HotCores testează în prezent astfel de aliaje, iar datele preliminare sugerează că aceste elemente pot influența semnificativ structura finală a materiei.
Studiul structurii nucleului este esențial pentru geofizică, deoarece acesta determină dinamica mișcărilor din interiorul planetei. Înțelegerea modului în care se comportă fierul la presiuni de milioane de atmosfere ajută la reconstruirea istoriei termice a Pământului. Aceste cercetări contribuie la modelarea mai precisă a sistemului de protecție magnetică, un element vital pentru stabilitatea mediului înconjurător de pe suprafața globului.