طبقًا لبحث جديد من جامعة باريس .. استطاع العلماء صنع المادة التي يُعتقد أنها موجود في نواة كوكب الأرض

طبقًا لبحث جديد نُشر في PHYSICAL REVIEW LETTERS، توصل فريق من الفيزيائيين صدفة إلى تركيب يُعرف باسم هيكسافيرم أو الحديد إبسيلون  hexaferrum (ϵ-Fe)، وهي مادة يعتقد العلماء أن تنتشر في نواة كوكب الأرض، وهذا قد يوضح لنا الاختلافات فريدة في نواة الأرض، فيما يُعرف باسم التباين الاتجاهي.

يُعد فهم كوكب الأرض تحديًا صعبًا بالنسبة للعلماء، ويرجع ذلك إلى صعوبة محاكاة ظروفه القصوى على سطح الأرض، لكن باستخدام مطرقة من الماس والحرارة، استطاع العلماء إنشاء هذه الظروف العالية من الضغط لفترات قصيرة، وأفادت الفيزيائية أغنيس دويل من جامعة باريس أنهم استطاعوا التوصل إلى تركيب البلورات من الحديد إبسيلون، وقياس ثوابتها المرنة حتى 32 جيجا باسكال عند درجة حرارة 300 كلفن باستخدام الانتشار غير المرن للأشعة السينية.

التحدي الذي واجه العلماء هو تحويل الحديد المعروف باسم حديد ألفا أو حديد فيريت إلى هيكسافيرم، دون أن يتسبب ذلك في تكسيره إلى بلورات صغيرة، ومن أجل ذلك اتبع الفريق نهجًا تدريجيًا، إذ أخضعوا البلورات لدرجات مختلفة من الضغط والحرارة حتى وصلوا إلى ضغط 7 جيجا باسكال (ما يعادل 70 ألف مرة الضغط الجوي عند سطح البحر)، ودرجة حرارة 800 كلفن، وأنتجت هذه العملية مرحلة وسيطة تُسمى حديد جاما، ثم تحول بسهولة إلى هيكسافيرم في ظروف ضغط ودرجات حرارة معينة.

لكي يستطيع العلماء دراسة خصائص الهيكسافيرم بصورة أفضل، استخدموا خط شعاع سنكروترون الموجود في منشأة الإشعاع المتزامن الأوروبية، والفهم الحالي للعلماء حول نواة كوكب الأرض يأتي من البيانات الزلزالية، إذ يستطيعون معرفة مكونات النواة عن طريق كيفية انتشار الأمواج الصوتية خلال المواد المختلفة، كما اكتشف الفريق أن مرونة الهيكسافيرم تعتمد على الاتجاهات، ما يعني أن الأمواج الصوتية تنتقل أسرع على محور معين.

هذا الاكتشاف يوفر رؤى واضحة حول مواد نواة كوكب الأرض، وهذه النتائج لا تعزز من فهمنا لنواة الكوكب الذي نعيش عليه، بل تُشير كذلك إلى أن التقنيات الحديثة قد تلعب دورًا حاسمًا في استكشاف الظروف القصوى في نواة الكوكب، ونُشرت هذا البحث في مجلة  Physical Review Letters.