Trung Quốc phát hiện trạng thái vật chất lạ ở 'trái tim' Trái Đất

Theo Science Alert, một nhóm nghiên cứu từ Trung Quốc đã chứng minh rằng lõi Trái Đất không phải một khối kim loại rắn hay lỏng, mà tồn tại ở trạng thái "siêu ion".

Đó là một trạng thái vật chất kỳ lạ nửa rắn, nửa lỏng, làm chậm một số loại sóng nhất định và khiến "trái tim" của địa cầu mềm như bơ.

Lõi Trái Đất có thể tồn tại ở một trạng thái mà chúng ta không nhìn thấy trên mặt đất.

Ảnh: SCIENTIFIC AMERICAN

Trong nhiều năm, các nhà khoa học tin rằng Trái Đất có lõi ngoài là kim loại lỏng bao quanh lõi trong cùng là một khối kim loại rắn, dựa theo dữ liệu sóng địa chấn.

Nhưng có một kẽ hở trong lập luận này: Vận tốc thấp của sóng cắt xuyên qua lõi Trái Đất cho thấy rằng nếu nó là chất rắn, thì nó không phải loại chất rắn theo cách mà chúng ta thường thấy.

Nhà vật lý Youjun Zhang từ Đại học Tứ Xuyên (Trung Quốc), thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết họ đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm bằng cách bắn những viên đạn nhỏ bằng hợp kim sắt - carbon từ một khẩu pháo tốc độ cao vào một mục tiêu lithium fluoride có độ nén cao.

Cú va chạm tạo ra một luồng sốc ngược, với áp suất và nhiệt độ gần bằng môi trường lõi Trái Đất.

Từ đó, học đã chứng minh rằng lõi trong của Trái Đất phải nằm ở trạng thái siêu ion.

"Ở trạng thái này, các nguyên tử carbon trở nên rất linh động, khuếch tán qua khung tinh thể sắt, trong khi bản thân sắt vẫn ở trạng thái rắn chắc và có trật tự. Cái gọi là "pha siêu ion" này làm giảm đáng kể độ cứng của hợp kim" - tiến sĩ Zhang giải thích.

Đây không phải lần đầu tiên ý tưởng về trạng thái siêu ion được đưa ra. Hồi năm 2022, nhóm do nhà địa vật lý Yu He từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn đầu đã chứng minh về mặt lý thuyết rằng tính siêu ion có thể giải quyết được sự bất thường của lõi trong Trái Đất.

Nhưng nhờ có nghiên cứu này, điều đó mới có thể được chứng minh lần đầu tiên bằng các bằng chứng thực nghiệm.

Bằng chứng thực nghiệm vừa xác nhận khả năng đó.

Các kết quả vừa được công bố trên tạp chí khoa học National Science Review được đánh giá là có thể mang lại những hiểu biết mới về từ trường Trái Đất, thứ đã góp phần giúp sự sống sinh sôi và đến nay vẫn bảo vệ chúng ta.

Anh Thư