Вивчення надр планет є ключем до розуміння їх походження, еволюції та потенційної придатності для життя. Основними будівельними блоками планет вважаються магній і кремній, які під дією екстремального тиску утворюють кристали оксиду магнію (MgO). Група вчених із Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса та Университету Джонса Гопкінса провела дослідження, результати якого опубліковані в журналі Physical Review X, аби розгадати геохімічні процеси глибоко всередині планет.
Під час експериментів дослідники використовували потужні лазери для стискання кубічної кристалічної структури оксиду магнію з різних напрямків. Вони симулювали умови, що значно перевищують тиск і температуру в центрі Землі, яка сягає близько 360 гігапаскалей і 6000 кельвінів. Науковці випробували тиск до 572 гігапаскалей та температуру 13 000 кельвінів.
Експерименти показали, що напрямок влучання лазерного променя на кристалічну решітку змінює реакцію матеріалу на стискання. Попередні наукові теорії стверджували, що за такого екстремального тиску напрямок стискання не має значення. Проте дослідження виявило, що різні траєкторії впливу призводять до неоднорідного та нерегулярного зростання кристалів за ударною хвилею.
Окрім цього спростування давніх теорій, вчені зафіксували рекордні показники: за тиску 572 гігапаскалей та температури 13 000 кельвінів оксид магнію повністю розплавився. Як зазначила співавторка дослідження, професорка Джун Вікс із Департаменту наук про Землю та планети університету Джонса Гопкінса, ці експерименти дають змогу точно визначити, де речовина залишається твердою, а де переходить у рідкий стан, що критично важливо для розуміння теплообміну та еволюції планет.
У надрах скелястих планет оксид магнію зазвичай формується поблизу межі між мантією та ядром. На суперземлях він може перетворюватися на провідну рідину безпосередньо в мантії, створюючи потужніші магнітні поля, ніж земне, тоді як на газових гігантах на кшталт Юпітера та Сатурна MgO перебуває в твердому або рідкому стані глибоко в ядрах залежно від локальної температури.
Джерела: universetoday.com
