Shkencëtarët kanë arritur të sintetizojnë një material që zbulon sekretet më të thella të Tokës

Fizikanët kanë bërë një zbulim të madh duke përdorur një kudhër diamanti për të kompresuar hekurin në një formë që besohet se ekziston thellë në thelbin e Tokës. Substanca që rezulton, e njohur si heksaferrum ose hekur epsilon (ϵ-Fe), është e qëndrueshme vetëm nën presione të mëdha.

Fizikanët besojnë se kjo fazë e veçantë e hekurit përbën një pjesë të rëndësishme të bërthamës së Tokës dhe të kuptuarit e vetive të tij mund të hedhë dritë mbi arsyet që qëndrojnë pas variacioneve në drejtimin e strukturës së bërthamës, të quajtur anizotropi.

Sfida për të kuptuar thelbin e Tokës qëndron në përsëritjen e kushteve të saj, duke pasur parasysh se mjedisi sipërfaqësor karakterizohet nga presioni atmosferik shumë më i ulët. Megjithatë, duke përdorur një kudhër diamanti dhe duke aplikuar nxehtësi, studiuesit mund të simulojnë skenarë me presion të lartë për periudha më të shkurtra kohore.

Fizikantja Agnes Devalle dhe ekipi i saj në Universitetin e Paris-Saclay në Francë e trajtuan problemin duke kaluar gradualisht nga ferriti, ose hekuri alfa, i cili ekziston në presionin atmosferik, në heksaferrium. Në mënyrë tipike, aplikimi i presionit të lartë ndaj ferritit rezulton në thyerjen e tij në kristale të vogla të papërdorshme, gjë që pengon studimin e vetive të tij elastike.

Qasja e Devale përfshinte vendosjen e kristaleve të ferritit në një kudhër diamanti në një ngrohës vakum. Presioni u rrit në 7 gigapascals dhe temperatura në 800 Kelvin (537 gradë Celsius), duke çuar në një fazë të ndërmjetme të hekurit të quajtur austenite ose hekur gama. Kjo fazë e ndërmjetme kaloi pa probleme në heksaferrium në presione midis 15 dhe 33 gigapascals në 300 Kelvin (27 gradë Celsius).

Duke përdorur linjën e rrezes sinkrotronike në objektin evropian të rrezatimit sinkrotron, shkencëtarët analizuan vetitë e heksaferriumit. Ndryshe nga kuptimi ynë aktual i bërthamës së Tokës bazuar në të dhënat sizmike, të cilat zbulojnë ndryshime në përhapjen e valëve akustike, studimi synonte të përcaktonte përbërjen e vërtetë të bërthamës dhe reagimin e saj ndaj valëve të tilla.

Ekipi i Devale zbuloi se elasticiteti i heksaferriumit ndryshon në drejtim, me valët që përhapen më shpejt përgjatë një boshti të caktuar. Kjo varësi e drejtimit mbetet e qëndrueshme edhe me luhatjet e presionit, duke treguar sjelljen e saj në mjedisin ekstrem të bërthamës së brendshme, e cila përjeton presione deri në 360 gigapascal. Ky zbulim është në përputhje me vëzhgimet e lëvizjes së valëve sizmike në planetin tonë.

Rezultatet e hulumtimit, të publikuara në revistën Physical Review Letters, sugjerojnë se metodologjia e ekipit mund të shërbejë si një mjet i vlefshëm për të fituar njohuri mbi kushtet e jashtëzakonshme që mbizotërojnë në thelbin e Tokës.