Međunarodni tim naučnika, uključujući istraživače iz ASU (Arizona State University), sproveo je revolucionarne eksperimente koji su razotkrili tajne formiranja Zemljinog omotača i gustine magme tokom ranih faza formiranja planete pre 4,5 milijardi godina. Njihovi rezultati, objavljeni u časopisu „Science Advances“, pružili su ključne uvide u elektronsku strukturu atoma gvožđa i doprinose razumevanju kako su se formirale strukture na dnu plašta Zemlje.
Kada se Zemlja formirala, bila je obavijena globalnim okeanom rastopljene magme. Ovi primitivni uslovi nisu ličili na današnje, ali su igrali ključnu ulogu u oblikovanju osnovnih hemijskih i fizičkih struktura planete. Ključni događaji tokom ovog perioda uključivali su formiranje Zemljinog jezgra bogatog metalima i omotača bogatog silikatima.
Nedavne seizmičke studije otkrile su zagonetne strukture veličine planina do kontinenata u najnižem plaštu Zemljine unutrašnjosti. Dok se raspravlja o poreklu ovih struktura, mnogi modeli sugeriraju da su one ostaci drevnog globalnog okeana magme.
Međutim, zašto se gvožđe preferira u magmi umesto u kristalima ostalo je fundamentalno pitanje. Eksperimenti pod visokim pritiscima i temperaturama koristeći laserske zrake omogućili su naučnicima da istraže elektronsku strukturu atoma gvožđa u silikatnoj magmi. Ovi eksperimenti su otkrili da se elektroni u atomima gvožđa preuređuju u stanje niskog spina pod ekstremnim pritiscima, čineći magmu gušćom i stabilnijom za atome gvožđa pod tim uslovima.
Ovo otkriće pruža ključno objašnjenje zašto se magma može zgušnjavati i postati gušća od kristala tokom očvršćavanja plašta Zemlje. Osim što osvetljava prošlost naše planete, ova studija takođe ima potencijalne implikacije za razumevanje planeta super-Zemlje, koje su stenovite planete izvan našeg Sunčevog sistema. Gusta silikatna magma bogata gvožđem na ovim planetama može igrati ključnu ulogu u stvaranju magnetnih polja koja štite atmosfere ovih planeta od zračenja njihovih zvezda domaćina.
Ova vrsta revolucionarnih eksperimenata pomaže naučnicima da bolje razumeju kako su se formirali osnovni slojevi planeta, kao i njihove implikacije za druge planete i egzoplanete.
