Nghiên cứu được công bố gần đây trên tạp chí Science gợi ý rằng cấu tạo phần dưới lớp vỏ Trái Đất, chiếm phần lớn thể tích của hành tinh có khác biệt đáng kể so với những gì đã biết trước đây.
Nghiên cứu được thực hiện tại trung tâm Advanced Photon Source (nghiên cứu các nguồn bức xạ) tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne thuộc bộ năng lượng Mỹ, sẽ rung chuyển hiểu biết của chúng ta về lớp dưới của hành tinh, các nhà khoa học nói. Hiểu biết về thành phần của lớp này là cần thiết cho địa chấn học, môn khoa học nghiên cứu các trận động đất và dịch chuyển phía dưới bề mặt Trái Đất, nó cũng sẽ mang tới tia sáng cho những hoạt động địa chấn chưa được giải thích.
Mặc dù con người chưa từng đào sâu quá 7,5 dặm (12km) vào lòng Trái Đất, chúng ta đã vẽ nên bức tranh phức tạp về những gì nằm ngay dưới chân chúng ta nhờ có những tính toán và quan sát. Chúng ta sống hoàn toàn trên lớp vỏ, nó là một lớp mỏng nằm trên cùng bao quanh hành tinh. Ngay phía dưới lớp vỏ là lớp phủ (thường gọi là lớp manti), rồi tới lớp lõi ngoài và cuối cùng là lõi trong.
Phần dưới của lớp manti là lớp lớn nhất, nó chiếm chỗ từ độ sâu 650 đến 2900km phía dưới bề mặt - và là nơi sinh ra nhiều nhiệt nhất. Cho đến nay, toàn bộ lớp dưới của manti được cho rằng cấu tạo bởi cùng một loại vật chất là ferromagnesian silicate (hợp chất của Fr, Mg và Si) dưới dạng cấu trúc được gọi là perovskite.
Áp suất và nhiệt độ ở lớp manti dưới này đều rất cao, nhiệt đô là khoảng 3.500 F (1927 độ C). Vật chất có thể có rất nhiều tính chất khác biệt ở điều kiện này, các cấu trúc có thể tồn tại ở đây sẽ sụp đổ nếu được đưa lên mặt đất.
Để giả lập các điều kiện này, các nhà nghiên cứu sử dụng các thiết bị đặc biệt tại Advanced Photon Source, nơi họ có thể tạo ra laser năng lượng cao để làm nóng mẫu vật chất chứa trong một cái vỏ bọc kim cương.
Tiếp theo, họ chiếu vào mẫu vật chất những tia X năng lượng cao để nó bắn phá và phân tán theo mọi hướng. Bằng cách thu lấy những dữ liệu phân tán này, các nhà khoa học có thể xây dựng lại cách sắp xếp của các nguyên tử trong mẫu.
Nhóm nghiên cứu tìm rằng trong điều kiện ở độ sâu 1200 dặm (~1930km), ferromagnesian silicate perovskite bị phá vỡ thành hai phần riêng biệt. Một phần hoàn toàn không có sắt trong khi phần còn lại thì chứa đầy sắt. Phần giàu sắt, được gọi là H-phase, ổn định hơn ở những điều kiện này.
"Chúng tôi vẫn chưa hiểu hoàn toàn cấu tạo hóa học của H-phase," Li Zhang, trưởng nhóm nghiên cứu đang làm việc tại Viện nghiên cứu Carnegie, Washington, cho biết "Nhưng khám phá này chỉ ra rằng tất cả các mô hình địa động lực học cần được bổ sung thêm sự có mặt của H-phase. Và có thể còn có nhiều hơn nữa những dạng khác ở lớp dưới manti đang đợi được khám phá."
Các thiết bị được sử dụng là chìa khóa để tìm kiếm, một tác giả khác của công trình là Yue Meng cho biết.
"Các tiến bộ công nghệ gần đây cho phép chúng tôi tạo ra những điều kiện giả lập nhiệt độ và áp suất cao và thăm dò những thay đổi về thành phần hóa học và cấu trúc của mẫu vật chất".
Bryan (VACA)
Theo Space Daily
