Elasticidad a alta presión del hierro y anisotropía del núcleo interno de la Tierra

Área de la Ciencia:

• La geofísica es la geofísica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Física teórica es la física teórica.

Sus antecedentes:

• Los datos sísmicos sugieren anisotropía en el núcleo interno de la Tierra.
• La estructura cristalina precisa y la orientación del hierro en el núcleo interno siguen siendo objeto de debate.

Objetivo del estudio:

• Investigar la anisotropía elástica de las fases de hierro hexagonales, cerradas (hcp) y cúbicas centradas en la cara (fcc) en las condiciones del núcleo interno.
• Para modelar las propiedades sísmicas del núcleo interno basado en predicciones teóricas.

Principales métodos:

• Primeros principios cálculos teóricos de las constantes elásticas para el hierro hcp y fcc.
• Modelado avanzado de la propagación de ondas sísmicas a través de un agregado de cristales de hierro hcp.
• Comparación de las predicciones del modelo con las anomalías observadas en el tiempo de viaje sísmico.

Principales resultados:

• Tanto las fases de hierro hcp como las de hierro fcc exhiben una anisotropía elástica significativa en la densidad interna del núcleo.
• Un modelo que asume un agregado casi perfectamente alineado de cristales de hierro hcp se alinea bien con las observaciones sísmicas.
• Un modelo basado en cristales de hierro fcc no está de acuerdo con los datos sísmicos.

Conclusiones:

• La anisotropía sísmica del núcleo interno es consistente con una estructura predominantemente de hierro hcp con alineación cristalina preferida.
• Es poco probable que la fase fcc de hierro sea el componente principal del núcleo interno responsable de la anisotropía observada.