In che modo il campo magnetico influenza la struttura del nucleo interno della Terra?

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Mentre il nucleo interno di TerraTerra Era considerato solo a solidosolido Consiste di ferroferroSempre più studi stanno rivelando la sua incredibile complessità. Sembra quindi che possa contenere in sé un ‘sottoseme’ e non essere del tutto solido come abbiamo già mostrato in un precedente articolo (vedi sotto). Oltre al ferro, il seme sarà composto anche da elementi più leggeri come H, O e C, che si comportano in qualche modo in modo simile LiquidiLiquidi E prenderà forma legheleghe di ferro (FeH, FeO e FeC). Così il nucleo si trova in quello che viene chiamato uno stato sopraionico, né realmente solido né realmente liquido.

Tuttavia, un nuovo studio mostra che questo stato superionico, sotto l’influenza del campo magnetico terrestre, potrebbe essere l’origine della struttura sismica del nucleo interno.

Le onde sismiche sono più veloci nella direzione polare

Sempre più osservazioni sismiche tendono a mostrare che il nucleo interno è tutt’altro che omogeneo. Presenta una struttura eterogenea contrassegnata da un segno anisotropiaanisotropia Sismica: la velocità delle onde sismiche varia in tutte le direzioni. Pertanto le onde si muovono dal 2 al 3% più velocemente nella direzione dei poli rispetto alla direzione equatoriale. Il contrasto è più contrasto con la profondità. È stata anche osservata anisotropia emisferica. Una complicazione architettonica la cui origine non è ancora chiaramente spiegata.

Ricercatori di Accademia Cinese delle Scienze Appaiono, tuttavia, in uno studio pubblicato in Comunicazioni sulla naturache questa struttura del seme risulterebbe dall’interazione tra la ferrolega FeH e il campo magnetico che attraversa il seme.

grazie per forme digitaliforme digitali Riproducendo le condizioni prevalenti all’interno del nucleo interno, gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che sotto pressioni e temperature così estreme, il particelleparticelle dell’anisotropia sismica FeH e dell’anisotropia sismica DiffusioneDiffusione da’ioneione H. Tuttavia, applicando un campo magnetico esterno, è stato dimostrato che il reticolo atomico delle leghe FeH si allinea nella direzione del campo magnetico e che questo allineamento è energeticamente favorevole.

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I lingotti di ferro si allineano con la direzione delle linee del campo magnetico

Il campo magnetico terrestre è generato da moti convettivi che muovono il nucleo esterno della Terra. Nonostante la loro complessità, le linee di campo possono essere paragonate alle linee di dipolo. Entrano nella Terra dal Polo Nord (che in realtà è un polo sud magnetico) ed escono dal Polo Sud (il Polo Nord magnetico), formando così grandi anelli che proteggono la Terra dalle radiazioni cosmiche e vento solarevento solare. Ai poli le linee di campo sono localmente verticali rispetto alla superficie terrestre, mentre all’equatore sono orizzontali.

Ma come sono le linee di campo all’interno del nucleo? Se in prima approssimazione possono essere considerati orientati lungo l’asse nord-sud, allora il campo magnetico interno appare più complicato. Tale dipolo appare infatti leggermente inclinato ed è sfalsato verso ovest di circa 100 chilometri rispetto all’asse di rotazione terrestre. Tuttavia, questa architettura geomagnetica può spiegare molto bene la struttura anisotropa del nucleo interno.

Allineamento di particelle FeH e diffusione idrogenoidrogeno Il movimento lungo l’asse nord-sud del dipolo geomagnetico spiega quindi l’anisotropia sismica osservata in questa direzione. IO’anomaliaanomalia L’inclinazione bipolare permette di spiegare le differenze di anisotropia della disposizione emisferica.


Finora il nucleo interno della Terra è considerato solido, in realtà si troverà in uno stato intermedio, tra solido e liquido. Lo dimostra un nuovo studio, il cui modello numerico permette di risolvere molte osservazioni sismiche.

Articolo da Morgan GillardMorgan Gillard Pubblicato il 18 febbraio 2022

La Terra è composta da diversi involucri geologici: ConchigliaConchigliaIL cappottocappotto, il nucleo esterno e il nucleo interno, chiamato anche “seme”. Mentre i primi chilometri della crosta sono ormai noti, i livelli più profondi sono ancora oggetto di molti interrogativi e dibattiti. Se importanti informazioni sono state ottenute grazie allo studio della propagazione delle onde sismiche attraverso questi ambienti profondi, l’esatta composizione del nucleo così come i meccanismi fisici e chimici che lo governano sono ancora poco definiti.

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Un nucleo interno “morbido”?

Se sappiamo ormai da diversi decenni che il nucleo esterno è fatto di ferro liquido dal fatto che la velocità delle onde S (di taglio) è 0, la natura del nucleo interno è meno chiara. Finora il seme era considerato solido. Ma questa ipotesi è contraddetta da un’osservazione chiave: la velocità delle onde S che le attraversano è anormalmente bassa (3,6 km/s), dando l’impressione che il nucleo interno sia “morbido”. Sembra quindi necessario considerare la presenza di una parte fusa al suo interno. Tuttavia, le condizioni fisicofisico Al centro della Terra è estremo: la pressione è di circa 350 gigapascal, ovvero 3.500.000 volte la pressione atmosferica e la temperatura è superiore a 5.000 gradi Celsius. Tuttavia, i meccanismi che consentono l’esistenza di una fase liquida in queste condizioni sono tutt’altro che chiari.

Il nucleo interno non è né solido né liquido

Queste condizioni sono difficili da riprodurre in laboratorio. Questo è il posto simulazione digitalesimulazione digitale. Un team di ricercatori cinesi è già riuscito a studiare le dinamiche molecolari di pressione e temperatura prevalenti nel nucleo interno, mediante calcoli. Così sono stati in grado di analizzare il comportamento delle leghe di ferro in questo ambiente ostile. I loro risultati sono stati pubblicati in natura, è stato dimostrato che in queste condizioni le leghe di ferro (FeH, FeO e FeC) che compongono il nucleo interno si trovano in un certo stato chiamato superionico. È uno stato intermedio, tra solido e liquido. Grazie alle loro simulazioni, gli scienziati lo hanno dimostrato atomiatomi di H, O e C, che sono elementi leggeri, si comportano all’interno del nucleo interno come liquidi e diffondono all’interno della matrice di ferro.

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Il nucleo interno può quindi essere visto come una miscela composta da ferro pieno ed elementi liquidi leggeri, questi ultimi mossi dal movimento gravidanzagravidanza. Pertanto, il seme macinato non è così solido come pensavamo fino ad ora. I ricercatori mostrano che le loro ipotesi sono strettamente correlate alle osservazioni sismiche: la presenza di una fase superionica fa rallentare drasticamente la velocità delle onde di taglio. Una piccola percentuale di elementi luminosi in questo caso permette anche questa osservazione.

connessione con il campo magnetico?

Sappiamo già che a livello di transizione tra il nucleo interno e il nucleo esterno liquido, nasce la solidificazione del seme CaloreCalore latente e conduce a SeparazioneSeparazione e l’emergere di elementi leggeri nel nucleo esterno, consentendo il flusso convettivo. Un processo molto importante, in quanto è questo movimento termico che assicura la generazione del campo magnetico terrestre. Tuttavia, secondo i risultati dello studio, una piccola parte degli elementi leggeri, in particolare H, O e C, rimane intrappolata nel nucleo interno. Le condizioni di pressione/temperatura indicano che si trovano in uno stato superionico e il loro comportamento può essere paragonato a quello di un liquido. Questa condizione consente loro di diffondere attraverso la matrice ferrosa del nucleo dopo il moto convettivo.

La presenza di questi elementi ha un impatto significativo sulle proprietà elastiche del nucleo interno. Questo modello spiega anche la maggior parte delle osservazioni sismiche relative all’atomo.

Deve essere esplorato anche il legame tra il campo magnetico e il nucleo interno. In effetti, sembrano esserci certe relazioni tra la struttura sismica del nucleo interno e il campo magnetico. Lo studio di queste interazioni in particolare potrebbe consentire di affinare la nostra conoscenza della loro struttura ed evoluzione.

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