Maa sisemus on arvatust kuumem
Geofüüsikud leiavad ajakirjas Science ilmunud töös, et Maa tuum on tõenäoliselt ligikaudu tuhande kraadi võrra kuumem, kui seniste laboris läbiviidud katsete põhjal arvatud on. Uus, väiksema määramatusega hinnang võimaldab paremini mõista planeedi sisemuses toimuvaid protsesse ja Maa magnetvälja teket.
Debatt planeedi sisemuses valitseva temperatuuri üle sai alguse juba pea kaks kümnendit tagasi. Toona tehtud katsete alusel leiti, et see on umbes 5000 K (kelvinit). Järgnenud uurimustes on samas jõutud järeldusele, et see võib küündida isegi kuni 7600 K. Seismilised mõõtmised andsid küll aimu Maa siseehitusest, erinevate kihtide paksusest ja seal valitsevast rõhust, ent sisetuuma temperatuuri leidmiseks vajaliku 'raua sulamiskõvera' määramiseks vajalikud katsed jäid teadmiste rakendamiseks liialt vastuoluliseks.
Oli selge, et laboritingimustes sisetuuma piiril tõenäoliselt valitseva 330 gigapaskali ehk atmosfäärirõhust kolm miljonit korda suurema rõhu matkimine on võimatu. Sellest hoolimata on tehnika areng väiksemat määramatust pakkuva staatilise tihendamise meetodiga saavutava maksimaalse rõhu piiri järjest tõsta võimaldanud. Nii suutis Simone Anzellini töörühm kontrollida raua sulamist erinevatel rõhkudel alates 50 gigapaskalist lõpetades 200 gigapaskaliga.
Maa sisemuses valitsevate tingimuste matkimiseks paigutas ta rauakübemeid järjest kahest teemant-alasist koosnevatesse kambritesse. Seejärel kuumutati näidiseid laseriga rohkem kui viie tuhande kraadini Kelvini järgi. Vaatamata katsedisainile oli näidise keskkonnast täielikult isoleerimine ülimalt raske. Lisaks soojusvahetuse peatamisele tuli kindlustada, et raud keemiliselt ümbrusega ei reageeri, mis tulemusi taas mõjutanud oleks. Kokkuvõtlikult suutsid nad seeläbi näidiseid muutumatul temperatuuril ja rõhul hoida vaid paar sekundit.
Ent see oli analüüsiks piisav. Anzellini töörühm võttis appi ühe maailma võimsaima Prantsusmaal Grenoble'is asuva sünkrotoni, mis võimaldas näidiseid röntgenkiirtega pommitada. Erinevate difraktsioonimustrite alusel oli võimalik jälgida, kuidas raua kristallstruktuur muutus. Erinevate olekute vahel oli võimalik vahet teha pelgalt sekundiga. Sulamiskõvera ekstrapoleerimisel leidsid nad, et 3,3 miljoni atmosfääri juures peaks temperatuur sisetuuma piiril olema 6230 ± 500 K ehk võrdväärne Päikese pinnatemperatuuriga.
Tulemused on heas vastavuses kaasaegsete tuuma ning vahevöö temperatuurivahet kirjeldavate mudelitega. Nende kohaselt peaks Maa magnetvälja selgitamiseks see olema vähemalt 1500 K. Autorite hinnangul võis varasemaid tulemusi mõjutada näidiste pinna kristalliseerumine.
Töörühma uurimus ilmus ajakirjas Science.
