Sâu bên dưới lớp vỏ Trái đất, vượt qua lớp phủ dày và lõi bên ngoài lỏng là một quả cầu lõi rắn dài 1.220km. Nhưng một nghiên cứu mới đây cho thấy lõi bên trong này không hoàn toàn là chất rắn mà tồn tại dưới dạng superionic với hydro, oxy và carbon, khiến nó không giống chất lỏng hoặc chất rắn.
Chúng ta không thể khoan chính xác 6.371km vào trung tâm Trái đất để kiểm chứng điều này, vì vậy, các nhà khoa học đã sử dụng mũi khoan tự nhiên của Trái đất (sóng địa chấn từ các trận động đất) để biết được thành phần hành tinh này.
Tuy nhiên, ngay cả khi đã thực hiện phép đo này thì phần lõi bên trong Trái đất vẫn là điều bí ẩn. Vào những năm 1930, bằng chứng gián tiếp cho thấy lõi Trái đất có thể là chất rắn. Vài thập kỷ sau đó, người ta cho rằng đó là sắt kết tinh. Nhưng quả bóng siêu nóng, siêu dày đặc ở giữa Trái đất vẫn khiến các nhà khoa học đau đầu.
Từ dữ liệu sóng địa chấn, chúng ta biết rằng lõi bên trong hành tinh này mềm. Tốc độ sóng-S thấp nghĩa là lõi Trái đất không thể chỉ có sắt rắn hay hợp kim sắt. Một số nhà khoa học cho rằng có thể có một lõi thứ cấp. Trong khi một số người khác thì tin rằng mật độ sắt nguyên chất ít hơn dự kiến hoặc có một số nguyên tố nhẹ hơn tồn tại ở dạng hợp kim nên mới gây ra hiện tượng này.
Nhưng một nghiên cứu mới do Yu He (đến từ Học viện Khoa học Trung Quốc) dẫn đầu đã tiến hành nghiên cứu và chỉ ra rằng lõi rắn sâu bên trong Trái đất thực chất có thể là một superionic.
"“Chúng tôi nhận thấy rằng hydro, oxy và carbon trong sắt hình lục giác chuyển sang trạng thái superionic dưới điều kiện lõi trong, cho thấy hệ số khuếch tán cao giống như chất lỏng", nhóm nghiên cứu tuyên bố. "Điều này cho thấy lõi trong có thể ở trạng thái superionic hơn là ở trạng thái rắn bình thường".
Superionic là một trạng thái khác của vật chất (cùng với rắn, lỏng, khí) nhưng có sự khác biệt rõ ràng. Trong nước superionic (được tạo ra trong phòng thí nghiệm), nhiệt độ và áp suất cực cao sẽ phá vỡ từng phân tử nước, khiến các ion oxy tạo thành chất rắn còn ion hydro lơ lửng xung quanh giống chất lỏng.
Trong lõi của Trái đất, nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô phỏng máy tính để tái hiện cách mà sóng địa chấn di chuyển qua các tổ hợp nguyên tố khác nhau và phát hiện các hợp kim của sắt với carbon, hydro và oxy có thể hoạt động giống như nước superionic.
Các nguyên tử sắt sẽ rắn trong cấu trúc mạng tinh thể, còn các phân tử cacbon, hydro và oxy sẽ khuếch tán qua môi trường, tạo ra nguyên tố giống chất lỏng.
(Theo: Sciencealert)
>> Xem thêm: Trái đất đang thu giữ lượng nhiệt báo động, tự 'hun nóng' hành tinh
