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、およびローレンスバークレー国立研究所の高度な光源（ALS）の研究者は、ダイヤモンドアンビル細胞を使用した一連の実験を実施しました。このデバイスにより、地球の奥深くにある高い圧力と温度を再現することができました。
研究者は、2つのダイヤモンドのanvilの間に鉄の小さなサンプルを置き、最大250万の大気の圧力に絞りました。これは、地球の中心の圧力に相当します。彼らはまた、サンプルを最大2,000度の温度まで加熱しました。これは太陽の表面よりも暑いです。
これらの極端な条件下では、鉄は一連の相転移を受け、ある結晶構造から別の結晶構造に変化しました。これらの相転移には、密度、電気伝導率、磁気感受性など、鉄の特性の変化が伴います。
研究者は、X線回折を使用して、高圧と温度下で鉄サンプルの構造を研究しました。この手法により、鉄の結晶格子内の原子の配置と、圧力と温度の増加とともにそれがどのように変化するかを決定することができました。
実験の結果は、地球の内部に見られる極端な条件下での鉄の挙動に関する貴重な洞察を提供します。この知識は、地球のマントルとコアのダイナミクス、および惑星の形成と進化を理解するために重要です。
この研究では、極端な条件下で材料の特性を研究する際の高圧および高温実験の重要性も強調しています。これらの実験は、深い地球の謎を解き明かし、惑星を形作る基本的なプロセスをよりよく理解するのに役立ちます。
