Tema

Järn smältes ihop med magnesium

Ny upptäckt kan förklara jordkärnans uppbyggnadJordens yttre kärna, vars uppbyggnad hittills varit ett mysterium, kan bestå av en legering mellan järn och magnesium. Denna upptäckt av en internationell forskargrupp, som publiceras i tidskriften Physical Review Letters, är bland annat ett viktigt steg på vägen mot att kunna förutse jordbävningar.

Gruppen har i teoretiska och experimentella studier under extremt högt tryck lyckats få järn och magnesium att smälta samman.

-För att kunna modellera skeendet i jordens inre måste vi veta hur kärnan är uppbyggd, säger Igor Abrikosov, professor i teoretisk fysik vid Linköpings universitet och en av författarna till artikeln som publiceras i fredagens utgåva av tidskriften.

Sammansättningen i såväl jordens inre kärna som i manteln är väl känd. Men i den yttre kärnan är temperaturen (6000 grader C) och trycket (3 miljoner gånger atmosfärstrycket) så höga att den inte går att studera experimentellt. Man vet dock att den är för lätt för att endast bestå av järn, och bland annat kisel, svavel och syre har föreslagits som andra ingående grundämnen. Däremot har magnesium uteslutits trots att det är ett av jordens vanligaste grundämnen.

-Man har sagt att järn och magnesium inte kan blandas i flytande form eftersom järnatomerna är alltför små i förhållande till magnesiumatomerna. Men om vi ökar trycket minskar storleken i magnesium snabbare än i järn, säger Igor Abrikosov.

De teoretiska studierna följdes upp med ett unikt experiment i ett så kallat diamantstäd, som tål mycket höga tryck. Det visade sig att det gick att göra legeringar av järn och magnesium redan vid 200 000 atmosfärers tryck.

Resultatet kan också ha betydelse för sökandet efter nya material för industriella behov.

I den mångvetenskapliga gruppen bakom artikeln Beating the miscibility barrier between iron and magnesium by high-pressure alloying står även L. Dubrovinsky, N. Dubrovinskaia, I. Kantor, W. A. Crichton, V. Dmitriev, V. Prakapenka, G. Shen, L. Vitos, R. Ahuja och B. Johansson. Artikeln är publicerad i Physical Review Letters vol 95 nr 24.

Professor Igor A. Abrikosov nås på 013-285650, 0709-295650, igor.abrikosov@ifm.liu.se

Järn smältes ihop med magnesium

 lästid ~ 1 min