Tlenek żelaza wykorzystywany w kosmetykach, drukarkach laserowych czy tonerach rozwiązuje zagadkę pola magnetycznego Ziemi. Okazuje się, że pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia, jakie panuje we wnętrzu Ziemi, ów związek chemiczny nie zmienia swojej struktury.

Co z tego wynika?

Z tlenkiem żelaza zetknął się każdy z nas. Kobiety na co dzień mają z nim do czynienia w kremach, pracownicy biura w drukarkach, a co poniektórzy robiąc sobie tatuaż.

Niezmienny jak Fe2O3

Na powierzchni Ziemi tlenek żelaza wykorzystywany jest także jako doskonały izolator. Naukowcy z amerykańskiego Carnegie Institution for Science postanowili sprawdzić, jak zachowa się w ekstremalnych warunkach przypominających te, które panują w jądrze Ziemi.

Poddali go temperaturze 1650 st. C i cieśnieniu siedmiuset tysięcy atmosfer. Okazało się, że zmienił swoje właściwości i stał się świetnym przewodnikiem prądu, jednocześnie nie zmieniając swojej struktury. Tym samym pozwala na przenikanie pola magnetycznego z płynnego jądra Ziemi do jej skorupy.

Ziemskie pole magnetyczne to efekt tego, że w warunkach panujących we wnętrzu naszej planety tlenek węgla zachowuje się zupełnie inaczej niż na powierzchni.

– Nasze najnowsze wyniki badań wskazują, że tlenek żelaza pod działaniem wysokiej temperatury i ciśnienia staje się metalem i to bez zmiany swojej struktury. To pokazuje, że jego elektrony zachowują się odmiennie od innych materiałów przekształcających się w metale – mówi Ronald Cohen, współautor badania.

Amerykanie twierdzą, że to tłumaczy zależności elektryczne między zewnętrznym jądrem ziemskim (które w przeważającej części zbudowane jest z żelaza) a skorupą planety, dlaczego pole magnetyczne Ziemi wygląda tak, a nie inaczej.

Pole magnetyczne

Najprawdopodobniej pole magnetyczne Ziemi wywołują wirowe prądy elektryczne płynące w płynnym jądrze naszej planety. Teoria ta zaproponowana przez Edwarda Bullarda nosi nazwę „samowzbudnym dynamem”. Siłą napędową są prądy konwekcyjne w płynnym jądrze. W prądach tych, ruch obrotowy Ziemi poprzez efekt Coriolisa wywołuje wiry działające jak jednobiegunowy generator Faradaya, wytwarzając prąd elektryczny, który wytwarza pole magnetyczne.

Źródło: bbc.co.uk, wikipedia.org, tm

Polecane: