Eine Gruppe japanischer Forscher unter der Leitung der Universität Tohoku stellte die Bedingungen im Labor nach
Moderne Forschung legt nahe, dass der Kern,Es befindet sich in einer Tiefe von etwa 3.000 km unter der Erdoberfläche und besteht hauptsächlich aus Eisen: Ein äußerer Kern aus flüssigem Metall umgibt einen festen inneren Kern. Alle modernen Beobachtungen werden jedoch ausschließlich auf der Grundlage der Analyse der Ausbreitung seismischer Wellen erhalten, die laut Wissenschaftlern ungenau sein kann.
Die Forscher kombinierten die Zellmethode mit DiamantAmbosse und streuende Röntgenstrahlen, um die Bedingungen des inneren Kerns nachzubilden und seine Eigenschaften zu bestimmen. Die Zelle ist mit zwei kegelförmigen Diamanten konstruiert, die die Druckkraft auf Arbeitsplattformen mit einem Durchmesser von weniger als einem Millimeter übertragen. Aufgrund der hohen Härte von Diamant können mit diesem Verfahren Drücke von mehreren Millionen Atmosphären erreicht werden.
Diamantambosszelle verwendet indieses Experiment. (A) Symmetrischer Diamantamboss, (B) Schematische Darstellung eines Diamantambosses. (C) Bild der Oberseite eines Diamantambosses (gestufte Fase), der zur Messung von IXS bei ultrahohem Druck ausgelegt ist, (D) Querschnitt des Diamantambosses. Bild: Daijo Ikuta et al., Nature Communications
Durch die Verbindung von Zellen mit gestreuten RöntgenstrahlenStrahlen konnten Wissenschaftler die Bewegung von Atomen in Materialien beobachten. Dies ist die einzige Möglichkeit, die Schallgeschwindigkeit in Metallen unter statischer Kompression in einer Diamantstempelzelle genau zu messen, stellen sie fest.
Die Studie zeigte, dass die Schallgeschwindigkeit fürder innere Kern, bestimmt durch seismologische Studien, ist 4 ± 2 % langsamer in der Kompressionsrate und 36 ± 17 % langsamer in der Scherrate als der von metallischem Eisen.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die derzeitigen Vorstellungen über die Zusammensetzung des Erdkerns falsch sind. Forscher glauben, dass der Erdkern neben Eisen auch mit Silizium und Schwefel angereichert sein könnte.
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