பூமியின் உட்கருவின் நிலைமைகளுக்கு இணையாக இரும்பு ஹைட்ரைடு "சூப்பர்அயானிக்" நிலைக்கு மாறுவதை ஆய்வக சோதனை கண்டறிந்தது

பெரும்பாலும் இரும்பையும் சிறிதளவு இலகு தனிமங்களையும் கொண்ட பூமியின் உட்கரு, தீவிர அழுத்தம் மற்றும் வெப்பத்தில் "சூப்பர்அயானிக்" நிலை எனப்படும் அசாதாரண பருப்பொருள் நிலைக்கு மாறும் என முன்கணிக்கப்படுகிறது: இதில் இரும்பு அணுக்கள் அவற்றின் இடத்திலேயே நிலைத்திருக்க, ஹைட்ரஜன் போன்ற இலகு தனிமங்கள் திரவம் போலவே லேட்டிஸ் வழியாக நகரும். இதுவரை, இக்கருத்துக்கு நேரடி சோதனைகளைவிட கணினி சிமுலேஷன்களே முக்கிய ஆதாரமாக இருந்தன.

இரும்பு-ஹைட்ரஜன் கலவை உலோகமான இரும்பு ஹைட்ரைடு மாதிரிகளை, லேசர்-வெப்பமூட்டப்பட்ட வைரப் படி அறையினுள் (diamond-anvil cell) 50 முதல் 110 கிகாபாஸ்கல் அழுத்தத்திற்கும், 2,000 கெல்வினுக்கும் மேற்பட்ட வெப்பநிலைக்கும் — பூமியின் உட்கருவின் நிலைமைகளுக்கு நிகராக — சயின்ஸ் டோக்கியோ நிறுவன ஆராய்ச்சியாளர்கள் அழுத்தினர். முனைவர் ஆராய்ச்சியாளர்கள் யோஷிஹிரோ நகாயா, யுசுகே ஒகாசாகி மற்றும் பேராசிரியர் கென்ஜி ஓட்டா தலைமையிலான குழு, நேர-தீர்ப்பான எக்ஸ்-கதிர் விளிம்பு படிவு (X-ray diffraction) மூலம் படிக லேட்டிஸ் மாற்றங்களைக் கண்காணித்தபோது, 1,590 கெல்வினுக்கு அருகில் வெப்ப விரிவாக்கத்தில் ஒரு தனித்துவமான ஏற்ற இறக்கத்தைக் கண்டறிந்தனர் — இது சூப்பர்அயானிக் நிலைக்கான மாற்றத்தின் ஒரு அடையாளம் என்பதை நேச்சர் ஜியோசயின்ஸ் இதழில் வெளியிட்டனர்.

இம்மாற்றத்தின் எல்லையை பூமியின் உட்கருவின் அழுத்தத்திற்கு நீட்டித்துப் பார்த்தபோது, முன்கணிக்கப்பட்ட மாற்ற வெப்பநிலை, உட்கருவின் மதிப்பிடப்பட்ட வெப்பநிலையை விடக் கணிசமாகக் குறைவாக இருந்தது; இது, பூமிக்குள் ஆழத்தில் இரும்பு ஹைட்ரைடு உண்மையிலேயே சூப்பர்அயானிக் நிலையில் இருக்கக்கூடும் எனக் காட்டுகிறது. மேலும் ஒரு சோதனையில், அதிக அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில் உள்ள ஒரு மாதிரிக்கு ஆராய்ச்சியாளர்கள் நிலையான மின்னழுத்தத்தைக் கடத்தி, பின் அதை வேகமாகக் குளிர்வித்தபோது, சூப்பர்அயானிக் நிலையில் ஹைட்ரஜன் மிக அதிக அளவில் நகரக்கூடியதாக மாறியிருந்ததற்கான சான்றைக் கண்டறிந்தனர்.

இருப்பினும், உண்மையான உட்கருவிற்குள் ஹைட்ரஜன் நகர்வு மிக மிக மெதுவாகவே இருக்கும் என ஆராய்ச்சியாளர்கள் மதிப்பிட்டனர்: பூமியின் புவிக்காந்த புலத்தால் தூண்டப்படும் இடம்பெயர்வு, 10,000 ஆண்டுகளில் ஹைட்ரஜனை சுமார் 0.1 மைக்ரோமீட்டர் தூரம் மட்டுமே நகர்த்தும்; அதாவது, உட்கருவின் சுமார் 1,200 கிலோமீட்டர் ஆரத்தைக் கடக்க பூமியின் வயதைவிட 100 மடங்கு அதிக காலம் தேவைப்படும். இது, பூமி உருவான போது சேர்ந்த ஹைட்ரஜன் புவியியல் காலகட்டங்கள் முழுவதும் அங்கேயே சிக்கிக்கொண்டிருக்கலாம் எனக் காட்டுகிறது; இது உட்கரு எவ்வாறு உருவாகி வளர்ந்தது என்பதற்கான மாதிரிகளைச் செம்மைப்படுத்த உதவும்.