Dünya’nın Merkezinde Fizik Kurallarını Zorlayan Yeni Bir Madde Hâli Ortaya Çıktı

Bilim insanları, Dünya’nın iç çekirdeğinde katı ve sıvı arasında davranan “süperiyonik” adlı madde hâlinin varlığını deneysel olarak doğruladı.



Dünya’nın merkezindeki katı iç çekirdekte, hem katı hem de sıvı gibi davranan sıradışı bir madde hâlinin varlığı deneysel olarak doğrulandı. Yüksek hızlı mermilerle yapılan deneyler, çekirdekteki demir-karbon alaşımının “süperiyonik” olarak adlandırılan bu özel durumda bulunduğunu ortaya koydu.

1930’lardan bu yana gezegenimizin iç yapısı hakkındaki yaygın görüş, sıvı dış çekirdek ve yoğun basınç altında katı kalan iç çekirdek modelini takip ediyordu. Ancak on yıllar boyunca elde edilen sismik veriler, bu tablonun eksik olduğuna işaret ediyordu.

Dünya’nın iç yapısı hakkındaki bilgilerimiz şu an için sismik gözlemlere dayanıyor. Akustik dalgaların farklı özelliklere sahip malzemeler içinden geçişi ve bu malzemelerden yansıması, gezegenimizin iç mimarisi hakkında detaylı bir anlayış sağlıyor. Ancak özellikle çekirdekteki kesme dalgalarının düşük hızı, eğer katı ise, bunun alışılmış şekilde olmadığını gösteriyordu.

Prof. Youjun Zhang ve Dr. Yuqian Huang önderliğindeki araştırma ekibi, Sichuan Üniversitesi’nde yürüttükleri çalışmada Dünya’nın çekirdeğindeki koşulları laboratuvar ortamında yeniden oluşturmayı başardı.

Dünya’nın Gizemli Çekirdeğindeki Yeni Keşif Bilim Dünyasında Heyecan Yarattı



Araştırma ekibi iki aşamalı hafif gaz silahları kullanarak demir-karbon alaşımından oluşan küçük projektilleri saniyede 7 kilometre hızla fırlattı. Bu projektiller yüksek sıkıştırılabilir lityum florür hedefe çarptırıldı. Çarpışma sonucu oluşan ters şok, örneği 140 gigapaskal basınca ve yaklaşık 2.600 Kelvin sıcaklığa ulaştırdı. Söz konusu değerler Dünya’nın iç çekirdeğindeki aşırı koşullardan daha düşük olsa da, çekirdeğin temel fiziksel özelliklerini taklit etmek için yeterli kabul ediliyor.

Deney sonuçları Dünya’nın iç çekirdeğinin bilinen katı madde davranışından farklı olduğunu gösterdi. “Süperiyonik” olarak adlandırılan bu yeni durumda, demir atomları sabit bir kafes yapısı oluştururken, karbon atomları bu yapı içinde sıvı gibi hareket ediyor.

Prof. Zhang yeni bulgularla ilgili olarak şu açıklamada bulundu:

“Bu durumda karbon atomları yüksek hareket kabiliyetine sahip olup, kristal demir çerçevesi içinde dans eden çocuklar gibi yayılırken, demirin kendisi katı ve düzenli kalıyor. ‘Süperiyonik faz’ olarak adlandırılan durum, alaşımın sertliğini önemli ölçüde azaltıyor.”

Keşif aynı zamanda iç çekirdekteki uzun süredir açıklanamayan sismik anomalileri açıklığa kavuşturuyor ve Dünya’nın manyetik alanının nasıl sürdürüldüğüne dair yeni ipuçları sunuyor. Dr. Huang, “İç çekirdekteki atomik yayılma, ısı ve bileşimsel konveksiyonun yanı sıra, Dünya’nın manyetik motorunu güçlendirmeye yardımcı olabilir,” dedi.



Bulguları National Science Review dergisinde yayımlanan araştırma, gezegenlerin iç yapısını anlamada yeni bir dönemin başlangıcı olarak görülüyor. Süperiyonik fazın keşfi aynı zamanda diğer kayalık gezegenlerin ve öte gezegenlerin manyetik ve termal evrimini anlamamıza da yardımcı olabilir.

Kaynak: [Sadece kayıtlı ve aktif kullanıcılar bağlantıları görebilir. ]