In de diepten van de aarde, waar de druk en temperaturen extreem zijn, wordt ijzer onderworpen aan enorme spanningen. Wetenschappers vragen zich al lang af hoe ijzer zich onder deze omstandigheden gedraagt, aangezien het een sleutelcomponent is van het binnenste van de aarde en een cruciale rol speelt in veel geologische processen.

Om inzicht te krijgen in het gedrag van ijzer onder extreme stress, hebben onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, de omstandigheden diep in de aarde in een laboratorium nagebootst met behulp van een diamanten aambeeldcel. Dit apparaat maakt het mogelijk enorme druk uit te oefenen, waarbij de druk wordt gesimuleerd die zich duizenden kilometers onder het oppervlak bevindt.

Het team onderwierp ijzermonsters aan drukken tot 2,5 miljoen keer de atmosferische druk, wat grofweg de druk in het midden van de aarde is. Onder deze extreme omstandigheden observeerden ze dat ijzer een reeks structurele transformaties ondergaat.

Bij lagere drukken zijn de ijzeratomen gerangschikt in een op het lichaam gecentreerde kubieke structuur, wat de meest voorkomende structuur voor ijzer is. Naarmate de druk echter toeneemt, verschuiven de ijzeratomen geleidelijk naar een hexagonale, dicht opeengepakte structuur. Deze verandering in structuur is te wijten aan de verhoogde pakkingsefficiëntie van de atomen onder hoge druk.

De onderzoekers ontdekten ook dat de ijzermonsters sterker worden onder hoge druk. Dit is een belangrijke bevinding, omdat het suggereert dat ijzer mogelijk bestand is tegen de extreme spanningen in het binnenste van de aarde. De toegenomen sterkte van ijzer onder hoge druk zou ook het gedrag van andere materialen in het binnenste van de aarde kunnen beïnvloeden, waardoor mogelijk geologische processen kunnen worden beïnvloed.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications, biedt nieuwe inzichten in het gedrag van ijzer onder extreme stress en helpt ons de omstandigheden en processen in het binnenste van de aarde beter te begrijpen.