圧力と温度が極端な地球の深さでは、鉄は計り知れないストレスにさらされます。科学者たちは、これらの条件の下で鉄がどのように振る舞うのか疑問に思ってきました。それは地球の内部の重要な要素であり、多くの地質学的プロセスで重要な役割を果たしているからです。
極端なストレスの下で鉄の行動に関する洞察を得るために、カリフォルニア大学バークレー校の研究者は、ダイヤモンドのアンビル細胞を使用して実験室の環境で地球の奥深くにある条件を再現しました。このデバイスは、広大な圧力を適用でき、表面下で数千キロメートルのものをシミュレートします。
チームは、鉄のサンプルを最大250万倍の大気圧の圧力にさらしました。これは、地球の中心のほぼ圧力です。これらの極端な条件下で、彼らは鉄が一連の構造変換を受けることを観察しました。
低い圧力では、鉄の原子は、鉄の最も一般的な構造である体中心の立方体構造に配置されます。しかし、圧力が上昇すると、鉄原子は徐々に六角形の密集した構造に移行します。この構造の変化は、高圧下の原子の梱包効率の向上によるものです。
研究者はまた、鉄サンプルが高圧下で強くなることを発見しました。これは、鉄が地球の内部に見られる極端なストレスに耐えることができる可能性があることを示唆しているため、重要な発見です。高圧下での鉄の強度の増加は、地球の内部の他の材料の挙動にも影響を与え、地質プロセスに影響を与える可能性があります。
ジャーナルNature Communicationsに掲載されたこの研究は、極端なストレスの下で鉄の行動に関する新しい洞察を提供し、地球の内部の条件とプロセスをよりよく理解するのに役立ちます。
