Kunci Nikel ke Medan Magnet Bumi, Ditunjukkan Oleh Penelitian

Penelitian baru menunjukkan nikel sangat penting untuk medan magnet bumi.

Medan magnet bumi dihasilkan oleh apa yang disebut "efek dinamo", kombinasi unik dari faktor geofisika. Dari faktor-faktor ini, arus konveksi dari inti konduktif bumi, inti cair dan rotasi konstan Bumi adalah yang paling penting.

Inti bumi dibuat terutama dari besi leleh, namun penelitian baru menunjukkan bahwa besi saja tidak dapat memperhitungkan kekuatan efek dinamo.

Nikel, yang merupakan 20 persen inti bumi, sangat penting.

Suhu dan tekanan yang ekstrem ditemukan jauh di dalam bumi sehingga memiliki karakteristik unik dari inti.

"Di bawah kondisi ekstrim ini, material berperilaku dengan cara yang mungkin sangat berbeda dari biasanya," kata Karsten Held, seorang fisikawan di TU Wien di Austria, dalam sebuah rilis berita. "Hampir tidak mungkin untuk menciptakan kondisi ini di laboratorium, namun dengan simulasi komputer yang canggih, kita dapat menghitung perilaku logam di inti bumi pada tingkat mekanika kuantum."

Arus konveksi, yang diciptakan oleh kekuatan untuk melepaskan energi panas, dikombinasikan dengan gaya Coriolis yang dihasilkan oleh rotasi Bumi untuk membentuk siklus unik bahan yang sangat panas.

"Ketika arus listrik diciptakan dalam sistem arus seperti itu, mereka dapat menyebabkan medan magnet yang pada gilirannya meningkatkan arus listrik dan sebagainya - dan akhirnya medan magnet menjadi begitu kuat sehingga kita dapat mengukurnya di permukaan bumi. , "Kata peneliti Alessandro Toschi.

Sampai sekarang, para ilmuwan tidak yakin mengapa arus konveksi dihasilkan. Besi sangat konduktif, dan atom logam harus bisa membawa arus listrik dan mengusir panas tanpa membentuk arus. Tapi nikel jauh lebih sedikit konduktif, dan atomnya menyebar di bawah tekanan tinggi.

"Sebagai konsekuensinya, konduktivitas termal nikel dan, dengan demikian, konduktivitas termal inti bumi jauh lebih rendah daripada yang ada pada inti yang hanya terdiri dari besi," kata Toschi.

Penambahan nikel berarti panas tidak bisa lepas dari permukaan bumi melalui elektron saja, dan dengan demikian arus konveksi dihasilkan.

Pemahaman yang lebih baik tentang inti bumi dimungkinkan dengan simulasi komputer skala besar.

"Kami tidak hanya melihat besi dan nikel, tapi juga pada paduan kedua bahan ini. Kami juga harus mempertimbangkan ketidaksempurnaan dan penyimpangan, yang membuat simulasi komputer menjadi lebih menantang," kata Deld.

Model, yang dirinci minggu ini di jurnal Nature Communications, memberi para ilmuwan pemahaman baru tentang hamburan elektronik dalam berbagai materi.

"Segera, peningkatan algoritme material komputasi ini juga akan menghasilkan aplikasi terdepan yang menarik dalam bidang kimia, biologi, industri dan teknologi," kata Toschi.

 

UPI.com