Границы зерен ослабевают в недрах планет, показывают исследования
Результаты показывают, что прочность и движение границ зерен, обусловленные сдвиговой миграцией (SCM) или зернограничным скольжением (GBS), сильно меняются в зависимости от давления, что приводит к упрочнению и ослаблению границ зерен в широком диапазоне давлений. Особенно в условиях давления экзопланет суперземли (~ 120–400 ГПа) ослабление границ зерен наблюдается с увеличением глубины во время миграции, связанной со сдвигом. Автор: S. Ritterbex and T. Tsuchiya
Земля́ — третья по удалённости от Солнца планета Солнечной системы. Самая плотная, пятая по диаметру и массе среди всех планет Солнечной системы и крупнейшая среди планет земной группы, в которую входят также Меркурий, Венера и Марс. Единственное известное человеку в настоящее время тело во Вселенной, населённое живыми организмами.
В публицистике и научно-популярной литературе могут использоваться синонимические термины — мир, голубая планета, Терра (от лат. Википедия
Читайте также:Издатель двух игр анонсировал градсим WhiskerwoodСоздатель No Man's Sky привлёк внимание интернет-пользователей с помощью эмодзиРазработчики S.T.A.L.K.E.R. 2 продемонстрировали радио, транслирующее музыку «извне Зоны»Выход Creatures of Ava от издателя Frostpunk запланирован на августАвторы Genshin Impact выпустили трейлеры обновления «Сплетение вечного сна»
Совместная группа исследователей во главе с доктором Себастьяном Риттерексом, бывшим постдоком Исследовательского центра геодинамики Университета Эхиме, а ныне исследователем кафедры наук о Земле Утрехтского университета, применила массовое параллельное высокопроизводительное компьютерное моделирование на основе квантово-механическое моделирование атомного масштаба, чтобы пролить новый свет на загадочное поведение границ зерен под экстремальными давлениями, которые преобладают в недрах планет.
Эта теоретическая методология, называемая «моделированием ab initio», позволяет исследователям очень точно рассчитывать химическую связь. Это мощный инструмент для определения свойств материалов в экстремальных условиях недр планет, где сложно проводить эксперименты.
Желе́зо (Fe от лат. Ferrum) — элемент восьмой группы (по старой классификации — побочной подгруппы восьмой группы) четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 26. Один из самых распространённых в земной коре металлов: второе место после алюминия.
Простое вещество железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. Википедия
Читайте также:Объявлена дата выхода FeНесколько минут геймплея красивой FeНовый трейлер красочной аркады Fe / Gamescom 2017
Железа́ (лат. glandula; др.-греч. ἀδήν)— орган животных или человека, состоящий из секреторных клеток, вырабатывающих специфические вещества различной химической природы. Вещества могут выделяться в выводные протоки (экзокринные железы) либо в качестве гормона - прямо в систему кровообращения или в лимфу (эндокринные железы). Википедия
Результаты механического поведения показывают, что условия очень высокого давления на планетах земной группы оказывают сильное влияние на механизмы движения границ зерен, которые управляют межкристаллической деформацией. Исследования впервые доказали, что структурные преобразования границ раздела зерен, вызванные давлением с увеличением глубины в мантиях планет, вызывают изменение механизма и направления движения границ зерен.
Команда также продемонстрировала, что значительное механическое ослабление границ зерен может развиваться под давлением в несколько мегабар. Это противоречит здравому смыслу, поскольку обычно считается, что с увеличением давления расположение атомов в материалах становится более плотно упакованным, что делает их более твердыми.
Это явление ослабления границ зерен вызвано изменением структуры переходного состояния границ зерен при их движении под чрезвычайно высокими давлениями. Анализ их данных , представленный в журнале Geophysical Research: Solid Earth, опубликованном в апреле 2024 года, идентифицирует ослабление границ зерен в ферропериклазе как один из потенциальных механизмов снижения вязкости с увеличением глубины в мантии экзопланет-суперземли.
Команда выполнила дополнительное термодинамическое моделирование поведения распределения железа между объемом и границами зерен. Они определили, что размер зерна является важным фактором в контроле зернограничной сегрегации железа в поликристаллическом ферропериклазе в горячей и плотной нижней мантии.
Хорошо известно, что включение замещающего Fe(II) в объем MgO оказывает существенное влияние на его физические свойства, такие как плотность и скорость сейсмических волн, поскольку Fe(II) подвергается электронному спиновому переходу при высоком давлении в недрах Земли. Ранее информации о спиновых состояниях Fe(II) внутри границ зерен не было.
Моделирование теперь показывает, что электронное спиновое состояние Fe (II) внутри границ наклона зерен ферропериклаза контролируется структурными преобразованиями границ зерен при высоком давлении в нижней мантии Земли. Этот механизм влияет на условия давления спинового кроссовера железа в поликристаллическом (Mg,Fe)O с микрометровыми или меньшими размерами зерен.
Результаты показывают, что давление спинового кроссовера железа в ферропериклазе может увеличиваться на несколько десятков ГПа за счет структурных зернограничных переходов, индуцированных давлением, в динамически активных мелкозернистых областях нижней мантии по сравнению с более термодинамически стабильными областями нижней мантии.
Хотя команда довольна этими открытиями, для достижения лучшего понимания коллективного влияния границ зерен на реологические и термодинамические свойства поликристаллического ферропериклаза при соответствующих условиях потребуются более систематические данные теоретического моделирования, а также экспериментов и наблюдений электронной микроскопии. давление и температура в мантиях планет.
Больше информации: Sebastian Ritterbex et al, Atomic‐Scale Study of Intercrystalline (Mg,Fe)O in Planetary Mantles: Mechanics and Thermodynamics of Grain Boundaries Under Pressure, Journal of Geophysical Research: Solid Earth (2024). DOI: 10.1029/2023JB028375
Источник: Ehime University
0 комментариев