Dünya’nın içi bildiğiniz gibi değil

Yeni deneysel çalışma, tam bu noktaya oturan tuhaf bir fiziksel durumu işaret ediyor: Süperiyonik faz. Bu fazda alaşımın demir kısmı kristal düzenini koruyarak katı kalıyor; karbon gibi daha hafif atomlar ise bu katı kafesin içinde akışkan gibi yer değiştirip dolaşabiliyor. Yani malzeme, aynı anda hem “düzenli ve katı”, hem de “içinde hareketli bir bileşen taşıyan” hibrit bir hale bürünüyor. Bu da iç çekirdeğin “tereyağı gibi yumuşak” hissi veren elastik davranışını açıklayabilecek bir mekanizma sunuyor.

ÇEKİRDEK NEDEN YUMUŞAK

Bir maddeyi “sert” yapan şeylerden biri, şekil değiştirmeye ne kadar direndiğidir. Kayma dalgaları tam da bunu yoklar: Malzemeyi yanlamasına “bükerek” ilerler. Eğer kayma dalgaları yavaşlıyorsa, içerideki yapı kaymaya karşı daha az direnç gösteriyor olabilir. Süperiyonik senaryoda demir kafes ayakta kalsa bile, aradaki karbonun hareketliliği toplam rijitliği düşürüyor; sonuçta iç çekirdek, tamamen katı bir metal küre kadar “tok” davranmıyor.

Araştırmacılar ayrıca sismikte sık geçen Poisson oranı gibi ölçümlerin de bu tabloyla uyuştuğunu vurguluyor. Basitçe söylemek gerekirse Poisson oranı, bir şey sıkıştırıldığında yanlara doğru ne kadar “şiştiğini” anlatır. İç çekirdek için ölçülen değerlerin yüksek olması, malzemenin sandığımızdan daha “esnek ve sıkışabilir” bir karakter taşıdığına işaret ediyor.

TABANCAYLA ÇEKİRDEK TESTİ

Ekip, iç çekirdeğin koşullarını doğrudan görmek imkânsız olduğu için laboratuvarda “anlık çekirdek koşulları” üretmeye çalıştı. Bunun için iki kademeli ışık gazı tabancalarıyla demir–karbon alaşımlı minicik bir parçacık, 7 kilometre/saniyeden daha yüksek hızlarla bir hedefe fırlatıldı. Çarpışmanın yarattığı şok dalgası, numuneyi çok kısa bir süreliğine 140 gigapaskal basınca ve 2 bin 600 Kelvin civarı sıcaklığa taşıdı.

Bu değerler, iç çekirdeğin tahmini 330-360 gigapaskal basıncı ve 5 bin-6 bin Kelvin sıcaklığı kadar uç değil. Ama araştırmacılara göre kritik olan, malzemenin “süperiyonik davranışa” geçip geçmediğini test etmekti. Üstelik bu koşullar nanosaniye ile mikrosaniye aralığında sürse de, lazerler ve hızlı sensörlerle yoğunluk, sıcaklık ve dalga yayılımı gibi parametreleri okumaya yetecek kadar uzun.

Sonuçlar, demir–karbon alaşımının kayma dalgası hızında belirgin bir düşüşe işaret etti. Yani iç çekirdekteki “yavaş kayma dalgaları” bulmacasını açıklayan fiziksel tablo, ilk kez deneysel olarak desteklenmiş oldu. Bilim insanları, bu yaklaşımın yalnızca Dünya için değil, benzer çekirdeklere sahip “Dünya benzeri” gezegenlerin iç yapısını anlamada da yeni bir kapı aralayabileceğini düşünüyor.

İşin bir başka önemli tarafı da manyetik alan: Dünya’nın manyetik kalkanı, derinlerdeki iletken malzemelerin ısı ve hareket dinamikleriyle bağlantılı. İç çekirdeğin daha “dinamik” bir iç yapıya sahip olması, bu büyük motorun ayrıntılarını çözmek için yeni ipuçları sunabilir.