Metode Terbaru Menangkap Gambar 3D Perut Bumi (Inti Bumi)

Livejurnal69 - Sebuah metode baru untuk menangkap detil, gambar tiga-dimensi sampel menit material di bawah tekanan ekstrem adalah shedding cahaya pada evolusi interior bumi. Hasil awal menunjukkan bahwa awal bumi tidak harus sepenuhnya cair untuk memisahkan ke dalam kerak berbatu dan inti besi kaya itu hari ini. Para peneliti di Stanford University dan SLAC National Accelerator Laboratory memimpin kelompok perintis teknik ini, yang dapat menyebabkan berbagai percobaan baru.

Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan besar, sering membantu untuk melihat details.That terkecil adalah pendekatan Stanford mineral fisikawan Wendy Mao adalah mengambil untuk memahami sebuah peristiwa besar dalam sejarah dalam bumi. Menggunakan teknik baru untuk meneliti bagaimana jumlah menit dari besi dan mineral silikat berinteraksi pada tekanan ultra tinggi dan suhu, ia mendapatkan wawasan tentang transformasi bumi terbesar yang pernah mengalami - pemisahan berbatu mantel dari inti besi yang kaya sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu.

Teknik, yang disebut tekanan tinggi nano X-ray computed tomography, sedang dikembangkan di SLAC National Accelerator Laboratory. Dengan itu, Mao semakin detail belum pernah terjadi sebelumnya - dalam gambar tiga-dimensi - perubahan pada tekstur dan bentuk dari besi cair dan mineral silikat yang solid sebagai respon mereka terhadap tekanan-tekanan intens sama dan temperatur yang ditemukan dalam di Bumi.

Mao akan mempresentasikan hasil percobaan pertama dengan teknik pada pertemuan tahunan American Geophysical Union di San Francisco pada 16 Desember.

Tomography merujuk pada proses yang menciptakan gambar tiga-dimensi dengan menggabungkan rangkaian gambar dua dimensi, atau lintas-bagian, melalui obyek. Sebuah program komputer interpolates antara gambar untuk menyempurnakan sebuah rekreasi objek.

Peneliti di SLAC telah mengembangkan cara untuk menggabungkan sel diamond anvil, yang kompres sampel kecil antara ujung dua berlian, dengan nano tomografi sinar-X dihitung untuk menangkap gambar bahan pada tekanan tinggi. Tekanan jauh di dalam bumi sangat tinggi - jutaan kali tekanan atmosfir - yang berlian hanya bisa menggunakan tekanan yang diperlukan tanpa melanggar di bawah gaya.

Saat ini, para peneliti SLAC dan kolaborator mereka dari HPSync, Tekanan Tinggi Konsorsium sinergis pada Advanced Photon Source di Argonne National Laboratory, adalah kelompok hanya menggunakan teknik ini.

"Hal ini cukup menarik, karena dapat mengukur interaksi dari besi dan bahan silikat pada tekanan yang sangat tinggi dan suhu, yang Anda tidak bisa melakukan sebelumnya," kata Mao, asisten profesor ilmu geologi dan lingkungan dan ilmu pengetahuan foton. "Tidak seorang pun yang pernah dicitrakan macam ini perubahan pada tekanan ini sangat tinggi."

Hal ini umumnya sepakat bahwa bola awalnya homogen bahan yang sangat awal bumi harus sangat panas untuk membedakan ke ranah berlapis kita hidup hari ini. Karena kerak dan lapisan bawahnya, mantel, adalah silikat kaya, lapisan berbatu, sedangkan inti adalah besi-kaya, jelas bahwa silikat dan besi masuk ke dalam arah yang berbeda di beberapa titik. Tapi bagaimana mereka dipisahkan dan meremas lalu saling tidak jelas. mineral silikat, yang mengandung silika, membuat sekitar 90 persen dari kerak bumi.

Jika planet ini harus cukup panas untuk melelehkan kedua elemen, itu akan cukup mudah untuk perbedaan kepadatan untuk mengirim besi ke bawah dan silikat ke puncak.

Jika suhu itu tidak cukup panas untuk melelehkan silikat, telah diusulkan bahwa besi cair mungkin telah mampu bergerak sepanjang batas-batas antara butir mineral silikat padat.

"Untuk membuktikan bahwa, meskipun, Anda perlu mengetahui apakah besi cair akan cenderung untuk membentuk bola kecil atau apakah akan membentuk saluran," kata Mao. "Itu akan tergantung pada energi permukaan antara besi dan silikat."

kerja eksperimental sebelumnya telah menunjukkan bahwa pada tekanan rendah, bentuk bola besi terisolasi, mirip dengan cara manik-manik air di permukaan wax, Mao berkata, dan lingkungan tidak bisa meresap melalui materi silikat padat.

Mao mengatakan hasil percobaan pertama bertekanan tinggi dengan menggunakan alat tomografi menunjukkan bahwa pada tekanan yang tinggi, karena silikat berubah menjadi struktur yang berbeda, interaksi antara besi dan silikat dapat berbeda dari pada tekanan rendah.

"Pada tekanan tinggi, besi mengambil lebih memanjang, bentuk platelet-seperti," katanya. Itu berarti besi akan tersebar di permukaan mineral silikat, menghubungkan untuk membentuk saluran bukan yang tersisa di lingkungan yang terisolasi.

"Jadi sepertinya Anda bisa mendapatkan beberapa perkolasi dari besi pada tekanan tinggi," kata Mao. "Jika besi bisa melakukannya, yang akan memberitahu Anda sesuatu yang sangat signifikan tentang sejarah termal Bumi."

Tapi ia memperingatkan bahwa ia hanya memiliki data dari percobaan awal.

"Kami memiliki beberapa hasil yang menarik, tetapi itu adalah jenis pengukuran yang Anda butuhkan untuk mengulang beberapa kali untuk memastikan," kata Mao.