Elasticidad del hierro a la temperatura del núcleo interno de la Tierra

Área de la Ciencia:

• Geofísica de la Tierra sólida Geofísica de la Tierra sólida
• Física de los minerales de alta presión Física de los minerales de alta presión

Sus antecedentes:

• Los estudios sismológicos revelan que las ondas de compresión viajan más rápido a través del núcleo interno de la Tierra a lo largo de las trayectorias polares que las trayectorias ecuatoriales.
• Las desviaciones locales en la anisotropía y la rotación diferencial sugieren complejas dinámicas del núcleo interno.

Objetivo del estudio:

• Investigar la estructura y la elasticidad de hexagonal close-packed (h.c.p.) hierro bajo condiciones de alta temperatura en el núcleo interno.
• Explique los patrones de anisotropía sísmica observados en el núcleo interno de la Tierra.

Principales métodos:

• Cálculos de los primeros principios de la h.c.p. estructura del hierro y su elasticidad a altas temperaturas.
• Modelado de textura policristalina con planos basales alineados.

Principales resultados:

• La relación axial (c/a) de la h.c.p. el hierro aumenta significativamente con la temperatura, alcanzando ~1.7 a 5.700 K.
• A altas temperaturas, la h.c.p. El hierro exhibe anisotropía longitudinal con el sentido opuesto en comparación con las bajas temperaturas.
• Los módulos calculados coinciden con las propiedades del núcleo interno a 5.700 K.

Conclusiones:

• Los efectos de altas temperaturas en la estructura cristalina del hierro explican la anisotropía sísmica observada en el núcleo interno de la Tierra.
• Los hallazgos concilian las observaciones sismológicas con las propiedades físicas del hierro en las condiciones del núcleo interno.