Физиката и химията, които се случват дълбоко в нашата планета, са фундаментални за съществуването на живота, какъвто го познаваме. Но какви сили действат във вътрешността на далечните светове и как тези условия влияят на потенциала им за обитаемост?
Нова работа, ръководена от Лабораторията за Земята и планетите към Научния институт "Карнеги", използва лабораторна симулация, за да разкрие нова кристална структура, което има големи последици за нашето разбиране за вътрешността на големите скалисти екзопланети.
Констатации са публикувани от Proceedings of the National Academy of Sciences.
„Вътрешната динамика на нашата планета е от решаващо значение за поддържането на повърхностната среда, в която може да се развие живот – задвижване на геодинамото, което създава нашето магнитно поле и оформя състава на нашата атмосфера“, обяснява водещият автор Раджкришна Дута (Rajkrishna Dutta) от "Карнеги". „Условията, намиращи се в дълбините на големите скалисти екзопланети като суперземите, биха били още по-екстремни."
Силикатните минерали съставляват по-голямата част от мантията на Земята и се смята, че са основен компонент от вътрешността на други скалисти планети, както и въз основа на изчисленията на тяхната плътност. На Земята структурните промени, предизвикани в силикатите при високо налягане и температурни условия, определят ключови граници в дълбоката вътрешност на Земята, като тази между горната и долната мантия.
Изследователският екип се фокусира върху появата и поведението на нови форми на силикати при условия, имитиращи откритите в далечни светове.
Съществуват обаче ограничения върху способността на учените да пресъздадат условията на вътрешността на екзопланетите в лабораторни условия. Теоретичното моделиране показва, че се появяват нови фази на силикат под налягането, което се очаква в мантиите на скалисти екзопланети, които са поне четири пъти по-масивни от Земята. Но този преход все още не е наблюдаван.
Но германият е добър заместител на силиция. Двата елемента образуват сходни кристални структури, но германият предизвиква преходи между химични фази при по-ниски температури и налягания, които са по-управляеми в лабораторни експерименти.
Работейки с магнезиев германат, Mg2GeO4, аналог на един от най-разпространените силикатни минерали в мантията, екипът успява да събере информация за потенциалната минералогия на суперземите и други големи скалисти екзопланети. Под около 2 милиона пъти нормално атмосферно налягане се появи нова фаза с отчетлива кристална структура, която включва един германий, свързан с осем кислорода. Очаква се новият осемосево координиран, вътрешно несъвместим минерал да повлияе силно на вътрешната температура и динамиката на тези планети. Кредит: Rajkrishna Dutta.
Работейки с магнезиев германат, Mg2GeO4, аналог на един от най-разпространените силикатни минерали в мантията, екипът успява да събере информация за потенциалната минералогия на суперземите и други големи скалисти екзопланети.
Под около 2 милиона пъти нормално атмосферно налягане се появи нова фаза с отчетлива кристална структура, която включва един германий, свързан с осем кислорода.
„Интересно е, че магнезий и германий, два много различни елемента, се заместват един друг в структурата“, коментират изследователите.
При условия на околната среда повечето силикати и германати са организирани в така наречената тетраедрична структура, един централен силиций или германий, свързани с четири други атома. При екстремни условия обаче това може да се промени.
„Откритието, че при екстремен натиск силикатите могат да придобият структура, ориентирана около шест връзки, а не четири, беше тотална промяна във възгледите по отношение на разбирането на учените за дълбоката динамика на Земята“, обяснява съавторът Сали Джун Трейси (Sally June Tracy) от "Карнеги". "Откриването на осемосева ориентация може да има подобни революционни последици за начина, по който мислим за динамиката на вътрешността на екзопланетите."
https://phys.org/news/2022-03-depths-distant-worlds.html
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари