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Il centro della Terra è di 1.000 gradi più caldo di quanto si pensasse

Il team di ricerca è stato condotto da Agnès Dewaele dell'organizzazione ricerca tecnologica nazionale francese CEA, insieme ai membri del Centro nazionale francese per la ricerca scientifica CNRS e l'European Synchrotron Radiation Facility ESRF di Grenoble (Francia).

Il centro della Terra Principalmente consiste in una sfera di ferro liquido a temperature superiori a 4000 gradi e pressioni di oltre 1,3 milioni di atmosfere. In queste condizioni, il ferro è liquido come l'acqua negli oceani. È solo al centro della terra, la cui pressione e  un aumento di temperatura ancora più elevata, che solidifica il ferro liquido. L'analisi del sisma innescato con onde sismiche che attraversano la Terra, ci dice lo spessore dei nuclei solidi e liquidi, e anche come la pressione nella Terra aumenta con la profondità. Queste onde non forniscono informazioni sulla temperatura, che ha un influsso importante sul movimento del materiale all'interno del nucleo liquido e il mantello solido sopra.

Infatti la differenza di temperatura tra il mantello e il nucleo è legata principalmente a dei movimenti termici su vasta scala, che agiscono come una dinamo che genera il campo magnetico terrestre. Il profilo di temperatura attraverso l'interno della Terra è alla base di quello che i modelli geofisici spiegano, la creazione e l'intensa attività dei vulcani hot-spot, come le isole Hawaii e La Réunion.

Questo genera un quadro preciso del profilo di temperatura all'interno del centro della Terra, dove gli scienziati possono guardare il punto di ferro a diverse pressioni in laboratorio, utilizzando una cella ad incudine di diamante e un campione dove le dimensioni sono pressioni di diversi milioni di atmosfere, e potente raggi laser per riscaldare loro a 4000 o anche 5000 gradi Celsius. "In pratica, molte sfide sperimentali devono essere soddisfacenti", spiega Agnès Dewaele dal CEA ", come il campione di ferro deve essere isolato termicamente e, inoltre, non deve essere permesso all'agente chimico di reagire con il suo ambiente.

Anche se un campione raggiunge le temperature estreme e le pressioni al centro della Terra, sarà solo così per una manciata di secondi. In questo lasso di tempo breve, è estremamente difficile stabilire se ha iniziato una fusione o è ancora allo stato solido. "

Questo avviene dove i raggi X entrano in gioco. "Abbiamo sviluppato una nuova tecnica il cui intenso fascio di raggi X da sincrotrone può sondare un campione e dedurre se è solido, liquido o parzialmente fuso all'interno di appena un secondo, utilizzando un diffrazione processo noto", dice Mohamed Mezouar dal ESRF, "e questo è abbastanza breve per mantenere costante la temperatura e la pressione, e al tempo stesso evitare eventuali reazioni chimiche."

Gli scienziati hanno determinato sperimentalmente il punto di ferro di fusione a 4800 gradi Celsius e 2,2 milioni di atmosfere di pressione, e quindi utilizzato un metodo di estrapolazione per stabilire che a 3,3 milioni di atmosfere, la pressione al confine tra nucleo liquido e solido, la temperatura sarebbe 6000 +/- 500 gradi. Questo valore estrapolato potrebbe cambiare leggermente se il ferro subisce una transizione di fase sconosciuta Tra misurato e valori estrapolati. Partendo a 2400 gradi, gli effetti di ricristallizzazione appaiono sulla superficie dei campioni di ferro, portando a variazioni dinamiche della struttura cristallina del ferro solido.

L'esperimento venti anni fa utilizzò una tecnica ottica per determinare se i campioni fossero di stato solido o fuso, ed è molto probabile che l'osservazione della ricristallizzazione in superficie fu interpretato come fusione.
"Siamo ovviamente molto soddisfatti, che il nostro esperimento sia convalidato tra le migliori l teorie di oggi sul trasferimento di calore dal nucleo della Terra e la generazione del campo magnetico terrestre. Mi auguro che in un futuro non troppo lontano, possiamo riprodurre nei nostri laboratori, e indagare con raggi X di sincrotrone, ogni stato della materia all'interno della Terra ", conclude Agnès Dewaele.

Per saperne di più su http://www.geologyin.com/2014/11/earths-center-is-1000-degrees-hotter.html#Qkmgh7D1qyHwtCTu.99

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