Timp de decenii, manualele de geografie și geologie ne-au învățat un lucru simplu: Pământul are un nucleu exterior lichid și un nucleu interior solid, o bilă densă de fier, tare ca oțelul. Însă un nou studiu revoluționar sugerează că această imagine este greșită. Centrul Pământului nu este nici solid, nici lichid, ci se află într-o stare stranie a materiei, denumită „superionică”.
Această descoperire, realizată cu ajutorul simulărilor computerizate avansate, rezolvă unul dintre cele mai vechi mistere ale seismologiei: de ce undele cutremurelor încetinesc când trec prin centrul Pământului, deși ar trebui să accelereze?
Călătoria spre centrul Pământului: De ce nu putem verifica direct?
Nu putem săpa până în centrul Pământului. Cea mai adâncă groapă săpată vreodată de om (Forajul de la Kola, Rusia) are doar 12 kilometri, în timp ce până la nucleu sunt peste 6.000 de kilometri. Acolo jos, presiunea este zdrobitoare, iar temperaturile rivalizează cu cele de la suprafața Soarelui. De aceea, oamenii de știință folosesc undele seismice generate de cutremure ca pe un fel de ecografie a planetei.
Când seismologii măsurau viteza undelor care treceau prin nucleu, rezultatele nu se potriveau cu teoria. Dacă nucleul interior ar fi fost o simplă bilă solidă de fier, undele ar fi trebuit să treacă rapid. În schimb, ele încetineau, semn că nucleul este mult mai „moale” decât credeam.
Ce este starea superionică?
Cercetătorii de la Academia Chineză de Științe au venit cu explicația. Ei susțin că nucleul interior se află într-o stare hibridă, rară, numită stare superionică.
Imaginați-vă nucleul ca pe un schelet rigid prin care curge lichid. Atomii grei de fier formează o structură fixă, o rețea cristalină care stă pe loc (scheletul). Printre acești atomi de fier, elementele mai ușoare – precum hidrogenul, oxigenul și carbonul – se mișcă liber, curgând ca un lichid.
Practic, nucleul interior nu este o bilă moartă de metal, ci o structură activă, unde fierul stă nemișcat, dar alte elemente „înoată” constant printre atomii de fier, create de căldura și presiunea extremă.
„Pentru prima dată, am demonstrat experimental că aliajul fier-carbon în condițiile din miezul intern prezintă o viteză de forfecare remarcabil de scăzută”, afirmă fizicianul Youjun Zhang de la Universitatea Sichuan din China.
De ce contează această descoperire?
Această nouă teorie explică perfect de ce undele seismice încetinesc (sunt frânate de elementele lichide care curg), dar explică și de ce structura rămâne stabilă (datorită rețelei de fier).
Mai mult, înțelegerea nucleului este vitală pentru viața noastră la suprafață. Nucleul Pământului este motorul care generează câmpul magnetic al planetei.
Acest scut invizibil ne protejează de radiațiile cosmice și de vântul solar. Dacă nucleul are o compoziție diferită și o dinamică diferită (superionică), înseamnă că și modul în care se generează câmpul magnetic ar putea fi mai complex decât credeam.
Pământul este mult mai dinamic în interior decât ne-am imaginat. Ceea ce credeam a fi o bilă simplă de fier este, de fapt, un mediu exotic, unde materia se comportă după reguli care sfidează experiența noastră de zi cu zi.
