Un experiment recent desfășurat în cadrul proiectului HotCores a oferit rezultate care ar putea schimba înțelegerea științifică asupra compoziției nucleului intern al Pământului. Cercetătorii au reușit să detecteze o structură cubică a fierului, contrazicând ipoteza că atomii de fier sunt organizați predominant într-o formă hexagonală. Această descoperire, raportată de publicația Science, este rezultatul unor teste efectuate la European X-ray Free-Electron Laser (XFEL), în Germania, și pune la îndoială modelele geofizice stabilite de decenii.
Pentru a reproduce condițiile extreme de la mii de kilometri sub suprafața planetei, echipa de cercetători a comprimat o mostră de fier între vârfurile unor nicovale de diamant. La început, măsurătorile au confirmat structura hexagonală anticipată de comunitatea științifică, însă situația s-a schimbat drastic odată ce parametrii au fost crescuți. Atunci când presiunea a depășit echivalentul a aproximativ 2,3 milioane de atmosfere, iar temperatura a ajuns la circa 5.700 de grade Celsius, a fost detectat un semnal corespunzător unei structuri cubice de tip BCC (body-centered cubic).
Implicațiile acestei observații sunt majore pentru studiul evoluției planetei, deoarece structura cristalină a fierului influențează modul în care căldura este transportată prin interiorul Pământului. Dacă fierul din nucleul intern posedă o structură diferită, cercetătorii ar putea fi nevoiți să revizuiască estimările privind momentul în care nucleul a început procesul de solidificare. Acest proces este strâns legat de transferul de căldură către nucleul extern lichid, mișcarea acestuia fiind responsabilă pentru generarea câmpului magnetic.
Câmpul magnetic reprezintă o barieră de protecție fundamentală pentru întreaga planetă, protejând orice regiune a globului împotriva particulelor încărcate electric provenite din spațiu. Totuși, oamenii de știință avertizează că această observație nu constituie încă o dovadă definitivă, deoarece experimentele ulterioare nu au reușit să reproducă aceleași condiții de presiune. Alte teste, realizate prin tehnici convenționale cu șocuri laser, au identificat în continuare doar structura hexagonală a fierului.
O altă posibilitate este ca ambele forme să coexistează în interiorul planetei, conform unui model publicat în 2021 care sugera că fierul ar putea cristaliza inițial în formă cubică. Prezența unor elemente precum nichelul sau siliciul ar putea influența această structură finală, o ipoteză susținută de rezultatele preliminare ale echipei HotCores. Cercetătorii testează acum astfel de aliaje, observând că prezența nichelului și a siliciului poate favoriza apariția formei cubice.
Înțelegerea structurii atomice din nucleul terestru este esențială pentru geofizică, deoarece determină dinamica internă a planetei. Studiile asupra compoziției chimice și a stărilor de agregare ale elementelor metalice din interiorul Pământului ajută la construirea unor modele mai precise despre modul în care planeta își menține stabilitatea și protecția magnetică pe termen lung.