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, voerden onderzoekers van de University of California, Berkeley en de Advanced Light Source (ALS) van het Lawrence Berkeley National Laboratory een reeks experimenten uit met behulp van een diamanten aambeeldcel. Met dit apparaat konden ze de hoge drukken en temperaturen diep in de aarde nabootsen.

De onderzoekers plaatsten een klein stukje ijzer tussen twee diamanten aambeelden en persten het tot een druk van maximaal 2,5 miljoen atmosfeer, wat overeenkomt met de druk in het midden van de aarde. Ze verwarmden het monster ook tot temperaturen tot 2000 graden Celsius, wat heter is dan het oppervlak van de zon.

Onder deze extreme omstandigheden onderging het ijzer een reeks faseovergangen, waarbij het van de ene kristalstructuur naar de andere veranderde. Deze faseovergangen gaan gepaard met veranderingen in de eigenschappen van het ijzer, zoals de dichtheid, elektrische geleidbaarheid en magnetische gevoeligheid.

De onderzoekers gebruikten röntgendiffractie om de structuur van het ijzermonster onder hoge druk en temperatuur te bestuderen. Met deze techniek konden ze de rangschikking van atomen in het ijzerkristalrooster bepalen en hoe deze verandert bij toenemende druk en temperatuur.

De resultaten van de experimenten bieden waardevolle inzichten in het gedrag van ijzer onder extreme omstandigheden in het binnenste van de aarde. Deze kennis is cruciaal voor het begrijpen van de dynamiek van de mantel en kern van de aarde, evenals de vorming en evolutie van de planeet.

De studie benadrukt ook het belang van experimenten onder hoge druk en hoge temperatuur bij het bestuderen van de eigenschappen van materialen onder extreme omstandigheden. Deze experimenten kunnen ons helpen de mysteries van de diepe aarde te ontrafelen en een beter begrip te krijgen van de fundamentele processen die onze planeet vormgeven.