In einer neuen Studie untersuchten Wissenschaftler die elektrische und strukturelle Ausprägung von Eisenhydrid, einem Eisen‑Wasser‑Verbund, der im Erdkern vorkommen soll. Durch den Einsatz von Hochdruck‑ und Hochtemperatur‑Techniken wurden Experimente durchgeführt, die die extremen Bedingungen im inneren der Erde nachahmen.
Der Erdkern ist von enormer Hitze und Druck geprägt. Diese Kombination führt zu ungewöhnlichen physikalischen Zuständen, die in der Natur selten beobachtet werden können. Um die Natur des inneren Planeten besser zu verstehen, müssen Materialien unter solchen Bedingungen exakt untersucht werden.
Um die Bedingungen des Erdkerns zu replizieren, setzten die Forscher einen kompakten, temperatur‑kontrollierten Raum ein, in dem sowohl Druck als auch Wärme auf das Eisenhydrid‑Probe gesetzt wurden.
In einer neuen Studie untersuchten Wissenschaftler die elektrische und strukturelle Ausprägung von Eisenhydrid, einem Eisen‑Wasser‑Verbund, der im Erdkern vorkommen soll. Durch den Einsatz von Hochdruck‑ und Hochtemperatur‑Techniken wurden Experimente durchgeführt, die die extremen Bedingungen im inneren der Erde nachahmen.
Der Erdkern ist von enormer Hitze und Druck geprägt. Diese Kombination führt zu ungewöhnlichen physikalischen Zuständen, die in der Natur selten beobachtet werden können. Um die Natur des inneren Planeten besser zu verstehen, müssen Materialien unter solchen Bedingungen exakt untersucht werden.
Um die Bedingungen des Erdkerns zu replizieren, setzten die Forscher einen kompakten, temperatur‑kontrollierten Raum ein, in dem sowohl Druck als auch Wärme auf das Eisenhydrid‑Probe gesetzt wurden.
Das Experiment zeigte, dass Eisenhydrid in einem Temperatur‑ und Druckbereich gleichzeitig fest und flüssig sein kann. Diese doppelte Phase hatte bisher keine direkte Beobachtung im natürlichen Erdkern.
Die Entdeckung dieser bizarren Eigenschaften unter extremen Bedingungen ist ein Hinweis darauf, dass andere Materialien im Erdkern ähnliche Phasenwechsel durchlaufen könnten.
Superionische Legierungen, also Legierungen, in denen Ionen sich wie in einem festen Gitter bewegen, wurden ebenfalls beobachtet. Solche Legierungen weisen Eigenschaften auf, die zwischen fest und flüssig liegen.
Ein altes geologisches Rätsel betrifft die Anomalien in der Schallgeschwindigkeit durch den Erdkern. Die neu gewonnenen Erkenntnisse könnten erklären, warum Schallwellen schneller oder langsamer als erwartet reisen.
Die Möglichkeit, dass Eisenhydrid in beiden Zuständen existiert, bietet eine plausible Erklärung für diese Schallgeschwindigkeitsvariationen und damit für das langjährige Rätsel.
Das Ergebnis hat auch Einfluss auf Modelle der Erdmagnetfeldbildung, da die Bewegungen von Eisenhydrid‑Ionen im Kern das Magnetfeld beeinflussen können.
Die Studie weist darauf hin, dass die inneren Prozesse der Erde komplexer sind, als bislang angenommen. Nicht alle Phasenwechsel sind eindeutig, was die Modellierung erschwert.
Zukünftige Experimente werden sich auf die Messung der elektrischen Leitfähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit konzentrieren, um die Eigenschaften weiter zu verfeinern.
Zusammenfassend liefert die Untersuchung von Eisenhydrid unter erdkernähnlichen Bedingungen neue Einblicke in die Materialeigenschaften des Erdkerns und eröffnet Wege, das alte geologische Rätsel zu lösen.
