Estudio de rayos X sincrotrón del hierro a alta presión y temperatura

Área de la Ciencia:

• Investigación en geofísica y física de altas presiones.
• Ciencia de los materiales del hierro elemental bajo condiciones extremas.

Sus antecedentes:

• Comprender el comportamiento del hierro es crucial para modelar el núcleo de la Tierra.
• Estudios previos han establecido varias fases del hierro a altas presiones y temperaturas.

Objetivo del estudio:

• Para investigar las transiciones de fase del hierro a presiones y temperaturas extremas.
• Para determinar los cambios estructurales que el hierro sufre relevantes para las condiciones del núcleo de la Tierra.

Principales métodos:

• Utilizando la radiación sincrotrón de rayos X para el análisis de alta resolución.
• Empleando el calentamiento láser in situ dentro de una célula de yunque de diamante para simular las condiciones del núcleo.
• Analizando las transformaciones estructurales del hierro a presiones alrededor de 38 gigapascals.

Principales resultados:

• Se observó una transformación de fase de la fase epsilon del hierro (estructura hexagonal muy compacta).
• La transformación se produjo a aproximadamente 38 gigapascales y temperaturas de 1200 a 1500 Kelvin.
• La nueva fase es potencialmente una estructura politipo de doble capa hexagonal muy compacta.

Conclusiones:

• El estudio proporciona nuevos conocimientos sobre el diagrama de fase del hierro en condiciones profundas de la Tierra.
• Los hallazgos tienen implicaciones significativas para la comprensión de la composición y la dinámica del núcleo de la Tierra.
• La transición de fase identificada contribuye a refinar los modelos geofísicos de los interiores planetarios.