لاحظ العلماء لأول مرة كيف تتغير الذرات الموجودة في جزيء أكسيد المغنيسيوم وتنفصل في ظل ظروف قاسية للغاية، واكتسبوا رؤى جديدة حول هذا المعدن المهم الموجود في وشاح الأرض والمعروف بتأثيره على تكوين الكواكب.
أظهر الباحثون من خلال تجارب الليزر عالي الطاقة أن أكسيد المغنيسيوم ربما يكون أول معدن يتصلب في تكوين الكواكب الأرضية الفائقة وتأثيره الحاسم في التطور الجيوفيزيائي.
لاحظ العلماء لأول مرة كيف تتغير الذرات الموجودة في أكسيد المغنيسيوم وتتفكك في ظل ظروف قاسية للغاية، واكتسبوا رؤى جديدة حول هذا المعدن المهم الموجود في عباءة الأرض والمعروف بتأثيره على تكوين الكواكب.
تُظهر التجارب باستخدام ليزر عالي الطاقة - والذي يطبق الحرارة والضغط على بلورات صغيرة من المعدن من النوع الموجود عميقًا داخل عباءة كوكب صخري - أن المركب قد يكون أول معدن يتصلب من محيطات الصهارة في تكوين الكواكب خارج المجموعة الشمسية من نوع "الأرض الفائقة".
وقال جون ويكس من جامعة جونز هوبكنز الذي قاد الدراسة: "قد يكون أكسيد الماغنيسيوم هو المادة الصلبة الأكثر أهمية التي تتحكم في الديناميكا الحرارية للأرض الصغيرة جدًا". "إذا كان لديه درجة حرارة انصهار عالية جدًا، فسيكون أول مادة صلبة تتشكل عندما يبدأ كوكب صخري ساخن في البرودة وينفصل الجزء الداخلي منه إلى قلب ووشاح."
تشير النتائج إلى أن الطريقة التي يتغير بها أكسيد المغنيسيوم من شكل إلى آخر يمكن أن يكون لها عواقب مهمة على العوامل التي تحدد ما إذا كان الكوكب الشاب سيكون كرة ثلج أو صخرة منصهرة، أو سيتطور محيطات مائية أو غلاف جوي، أو سيحتوي على مزيج من هذه الخصائص.
"على الأرض الفائقة، حيث ستكون هذه المادة مكونًا كبيرًا من الوشاح، فإن تنوعها سيساهم بشكل كبير في معدل انتقال الحرارة في الداخل، والذي سيحدد كيفية تشكل الجزء الداخلي وبقية الكوكب وتشوهه على مدار الأرض. "الوقت،" قال ويكس. "يمكنك التفكير في هذا كمقياس للأجزاء الداخلية لهذه الكواكب، لأن هذه ستكون المادة التي تتحكم في تشوهها، وهي واحدة من أهم لبنات البناء في الكواكب الصخرية."
تعد الكواكب الأرضية الفائقة، وهي أكبر من الأرض ولكنها أصغر من العمالقة مثل نبتون أو أورانوس، أهدافًا مهمة في دراسة الكواكب خارج المجموعة الشمسية لأنها شائعة في الأنظمة الشمسية الأخرى في المجرة. وقال ويكس: "يمكن أن يختلف تكوينها من الغاز إلى الجليد أو الماء، ولكن من المتوقع أن تحتوي الأرض الصخرية الفائقة على كميات كبيرة من أكسيد المغنيسيوم الذي يمكن أن يؤثر على المجال المغناطيسي للنجم، والبراكين وغيرها من السمات الجيوفيزيائية الهامة كما هو الحال على الأرض".
ولتقليد الظروف القاسية التي قد يتعرض لها المعدن أثناء تكوين الكوكب، قام الفريق بتعريض عينات صغيرة من أكسيد المغنيسيوم لضغوط عالية جدًا باستخدام جهاز ليزر أوميغا-EP. قام العلماء أيضًا بتصوير الأشعة السينية وسجلوا كيف ارتدت تلك الأشعة من البلورات لتتبع كيفية إعادة ترتيب ذراتها استجابة للضغوط المتزايدة، مع الإشارة على وجه التحديد إلى النقطة التي تحولت فيها من الحالة الصلبة إلى السائلة. عند الضغط عليها بشدة، تغير ذرات المعادن مثل أكسيد المغنيسيوم ترتيبها لتحمل ضغوط السحق.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
الردود 2
من فضلك اعمل شهادة في الفيزياء مع تخصص في علم الفلك ثم احكم.
المقالات تبدو غير موثوقة على الإطلاق، لماذا تنشر أصلا؟