Najnowsze badania wykazały, iż temperatura wnętrza Ziemi wynosi 6000 stopni Celsjusza, czyli o 1000 stopni więcej niż wykazały wcześniejsze pomiary z przed 20 lat. Zespół naukowców składał się z Agnès Dewaele z francuskiej organizacji ds. badań i technologii, z członków z francuskiego centrum badań naukowych i z Europejskiego Ośrodka Synchrotronu Atomowego a wyniki badań zostały opublikowane w magazynie Science.

Badania ponadto wykazały prawdziwość teoretycznych modeli geofizycznych, zgodnie z którymi różnica temperatury pomiędzy stałym jądrem wewnętrznym a znajdującym się powyżej płaszczem musi wynosić co najmniej 1500 stopni Celsjusza. Tylko taka różnica wyjaśnia istnienie ziemskiego pola magnetycznego. W przeważającej części jądro Ziemi jest kulą płynnego żelaza o temperaturze powyżej 4000 stopni Celsjusza przy ciśnieniu większym niż 1.3 miliona atmosfer. Żelazo w takich warunkach jest tak płynne jak woda w oceanach, natomiast krzepnie dopiero w samym centrum Ziemi, gdzie temperatura i ciśnienie jest jeszcze wyższe.

Badanie fal sejsmicznych przechodzących przez naszą planetę pozwala na stwierdzenie, jaką grubość mają poszczególne warstwy budujące Ziemię, czy są płynne czy stałe, a nawet w jaki sposób zmienia się ciśnienie. Jednak nie dają one żadnych informacji na temat temperatur panujących we wnętrzu planety. Różnica temperatur pomiędzy płaszczem a jądrem jest główną siłą napędową dużych ruchów termicznych. Ruchy te wraz z rotacją Ziemi generują pole magnetyczne Ziemi. Modele geofizyczne, które wyjaśniają tworzenie oraz ekstremalną aktywność wulkanów również informują o temperaturze wnętrza Ziemi.

W celu osiągnięcia temperatury wyższej niż 5000 stopni Celsjusza, naukowcy wykorzystują komory diamentowe zapewniające ciśnienie milionów atmosfer oraz lasery, które podgrzewają próbki.

"W praktyce wymaga to pokonania wielu problemów. Żelazo musi być odizolowane termicznie od otoczenia i nie może wchodzić z nim w reakcje chemiczne. Nawet jeśli próbka osiągnie ekstremalną temperaturę i ciśnienie panujące we wnętrzu Ziemi, to stan taki trwa tylko sekundy. W tym czasie niezwykle trudno jest stwierdzić, czy próbka zaczęła się roztapiać czy wciąż jest ciałem stałym" - powiedziała Agnès Dewaele.

Mohamed Mezouar powiedział, że opracowano nową technikę, w której intensywne promieniowanie X z synchrotronu bada próbkę i dzięki dyfrakcji w czasie krótszym niż sekunda informuje nas, czy jest ona ciekła, stała czy częściowo roztopiona. Czas badania jest na tyle krótki, że temperatura i ciśnienie są stałe a my jesteśmy w stanie zapobiec wszelkim reakcjom chemicznym.

W doświadczeniach laboratoryjnych, naukowcy określili punkt topnienia żelaza na około 4800 stopni Celsjusza przy ciśnieniu 2.2 milionów atmosfer. Następnie ekstrapolowali te wyniki do ciśnienia 3,3 miliona atmosfer, jakie panuje na granicy jądra stałego i płynnego. Wyliczyli w ten sposób, że musi tam panować temperatura rzędu 6000 ± 500 stopni Celsjusza.

Naukowcy dowiedzieli się również, dlaczego w 1993 roku Reinhard Boehler określił tę temperaturę na 1000 stopni Celsjusza niższą. Przy temperaturze 2400 stopni Celsjusza na powierzchni żelaza dochodzi do ponownej krystalizacji, co pociąga za sobą dynamiczne zmiany w strukturze metalu. Boehler wykorzystał techniki optyczne do stwierdzenia, czy próbka jest ciekła czy stała. Prawdopodobnie uznał ponowną krystalizację za początek roztapiania się próbki.

Źródło: http://www.redorbit.com/news/science/1112831858/earth-core-temperature-hotter-than-thought-042613/