Così come la grafite è in grado di trasformarsi in diamante se sottoposta ad alta pressione, così il magma liquido può subire grandi trasformazioni alle alte pressioni e temperature che esistono dentro i pianeti simili alla Terra.
Utilizzando un laser ad alta potenza, gli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory e collaboratori, hanno scoperto che il silicato fuso di magnesio subisce un improvviso cambiamento di fase allo stato liquido, trasformandosi in un liquido più denso con una crescente pressione. La ricerca permette di comprendere meglio la formazione di pianeti.
"I cambiamenti di fase tra i diversi tipi di fusioni non sono stati presi in considerazione nei modelli dell'evoluzione planetaria", ha detto il ricercatore Dylan Spaulding, della University of California, Berkeley, che ha condotto gran parte del suo lavoro di tesi presso il Laboratorio con lo strumento Jupiter Laser.
"Ma potrebbe aver giocato un ruolo importante durante la formazione della Terra e può indicare che i pianeti extra-solari di tipo terrestre potrebbero essere strutturati in modo diverso dalla Terra".
Il team ha dichiarato che la pressione indotta liquido-liquido dalla separazione di fase in magmi di silicato può rappresentare un importante meccanismo per la scala globale di differenziazione chimica e può anche influenzare il trasporto termico e i processi convettivi che governano la formazione di un mantello e del nucleo nella storia planetaria primordiale.
La separazione di fase liquido-liquido è simile alla differenza tra l'olio e l'aceto (non miscelabili perché hanno densità differenti). Nella nuova ricerca, tuttavia, i ricercatori hanno notato un improvviso cambiamento tra stati liquidi di magma di silicato che hanno mostrato diverse proprietà fisiche, anche se entrambi hanno la stessa composizione quando l'alta pressione e temperatura sono state applicate.
Il team ha utilizzato il LLNL di Janus laser e OMEGA presso l'Università di Rochester per condurre gli esperimenti e raggiungere le temperature e pressioni estreme che esistono agli interni dei pianeti extrasolari.
In ciascun esperimento, un potente impulso laser ha generato un'onda d'urto mentre viaggiava attraverso il campione.
Cercando dei cambiamenti nella velocità dell'ammortizzatore e nella temperatura del campione, la squadra era in grado di identificare la discontinuità che ha segnalato un cambiamento di fase nel materiale.
"In questo caso, il decadimento in stato di velocità-shock e l'emissione termica sono di per sé un'inversione di marcia durante lo stesso intervallo di tempo breve", ha detto Spaulding.
Il team ha concluso che una transizione di fase liquido-liquido in una composizione di silicato simile a quella che si sarebbe trovato nei mantelli planetari terrestri, potrebbe contribuire a spiegare l'evoluzione termo-chimica degli interni dei pianeti extrasolari.
La ricerca compare nell'edizione del 10 febbraio della rivista Physical Review Letters.
Altri autori LLNL sono Jon Eggert, Peter Celliers, Damien Hicks, Gilbert Collins e Ray Smith.
Il lavoro è stato finanziato dal National Nuclear Security Administration, dalla National Science Foundation e dall'Università di California.
Traduzione a cura di Arthur McPaul
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/02/120211095349.htm
Utilizzando un laser ad alta potenza, gli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory e collaboratori, hanno scoperto che il silicato fuso di magnesio subisce un improvviso cambiamento di fase allo stato liquido, trasformandosi in un liquido più denso con una crescente pressione. La ricerca permette di comprendere meglio la formazione di pianeti.
"I cambiamenti di fase tra i diversi tipi di fusioni non sono stati presi in considerazione nei modelli dell'evoluzione planetaria", ha detto il ricercatore Dylan Spaulding, della University of California, Berkeley, che ha condotto gran parte del suo lavoro di tesi presso il Laboratorio con lo strumento Jupiter Laser.
"Ma potrebbe aver giocato un ruolo importante durante la formazione della Terra e può indicare che i pianeti extra-solari di tipo terrestre potrebbero essere strutturati in modo diverso dalla Terra".
Il team ha dichiarato che la pressione indotta liquido-liquido dalla separazione di fase in magmi di silicato può rappresentare un importante meccanismo per la scala globale di differenziazione chimica e può anche influenzare il trasporto termico e i processi convettivi che governano la formazione di un mantello e del nucleo nella storia planetaria primordiale.
La separazione di fase liquido-liquido è simile alla differenza tra l'olio e l'aceto (non miscelabili perché hanno densità differenti). Nella nuova ricerca, tuttavia, i ricercatori hanno notato un improvviso cambiamento tra stati liquidi di magma di silicato che hanno mostrato diverse proprietà fisiche, anche se entrambi hanno la stessa composizione quando l'alta pressione e temperatura sono state applicate.
Il team ha utilizzato il LLNL di Janus laser e OMEGA presso l'Università di Rochester per condurre gli esperimenti e raggiungere le temperature e pressioni estreme che esistono agli interni dei pianeti extrasolari.
In ciascun esperimento, un potente impulso laser ha generato un'onda d'urto mentre viaggiava attraverso il campione.
Cercando dei cambiamenti nella velocità dell'ammortizzatore e nella temperatura del campione, la squadra era in grado di identificare la discontinuità che ha segnalato un cambiamento di fase nel materiale.
"In questo caso, il decadimento in stato di velocità-shock e l'emissione termica sono di per sé un'inversione di marcia durante lo stesso intervallo di tempo breve", ha detto Spaulding.
Il team ha concluso che una transizione di fase liquido-liquido in una composizione di silicato simile a quella che si sarebbe trovato nei mantelli planetari terrestri, potrebbe contribuire a spiegare l'evoluzione termo-chimica degli interni dei pianeti extrasolari.
La ricerca compare nell'edizione del 10 febbraio della rivista Physical Review Letters.
Altri autori LLNL sono Jon Eggert, Peter Celliers, Damien Hicks, Gilbert Collins e Ray Smith.
Il lavoro è stato finanziato dal National Nuclear Security Administration, dalla National Science Foundation e dall'Università di California.
Traduzione a cura di Arthur McPaul
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/02/120211095349.htm
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