चीनी वैज्ञानिकों के सिमुलेशन से पृथ्वी के आंतरिक कोर में सुपरआयनिक अवस्था के संकेत

भू-वैज्ञानिकों का मानना है कि पृथ्वी का आंतरिक कोर एक विशिष्ट अवस्था में मौजूद है, जिसे सुपरआयनिक अवस्था कहा जाता है, जो अत्यधिक दबाव और तापमान की चरम स्थितियों की विशेषता है। यह परिकल्पित अवस्था बाहरी सौर मंडल के गैस दिग्गजों, जैसे यूरेनस और नेपच्यून के कोर में पाए जाने वाले सुपरआयनिक बर्फ के समान है। पृथ्वी का यह आंतरिक गोला लगभग 2,500 किलोमीटर की त्रिज्या वाला एक लौह पिंड है, जिसमें निकल के साथ-साथ ऑक्सीजन, सल्फर या कार्बन जैसे अल्प मात्रा के तत्व भी समाहित हैं।

चीनी विज्ञान अकादमी (CAS) के शोधकर्ताओं ने क्वांटम यांत्रिकी सिद्धांत पर आधारित उन्नत कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करके पृथ्वी के केंद्र की स्थितियों का मॉडल तैयार किया। इन गहन सिमुलेशनों से यह संकेत मिला कि हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और कार्बन जैसे हल्के तत्वों के साथ मिश्रित लौह मिश्र धातुएँ आंतरिक कोर की परिस्थितियों में सुपरआयनिक अवस्था में परिवर्तित हो जाती हैं। इस संरचना की एक विशेषता यह है कि हल्के तत्व एक ठोस, व्यवस्थित लौह जाली ढांचे के भीतर तरल की तरह स्वतंत्र रूप से गति करते हैं। यह गतिशील व्यवहार पृथ्वी के आंतरिक भाग की भौतिकी को समझने के लिए एक नया आयाम प्रदान करता है, क्योंकि यह पारंपरिक ठोस-अवस्था मॉडल से भिन्न है।

CAS में अनुसंधान दल के प्रमुख भूभौतिकीविद् यू हे ने इस निष्कर्ष को 'काफी असामान्य' बताया है। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि यह सुपरआयनिक संरचना भूकंपीय रूप से देखे गए निम्न अपरूपण-तरंग वेग की व्याख्या करती है, जो आंतरिक कोर की सापेक्ष कोमलता का कारण बनती है। यह मॉडल समय के साथ आंतरिक कोर के संरचनात्मक परिवर्तनों और उन संवहन धाराओं की उत्पत्ति को भी स्पष्ट कर सकता है जो पृथ्वी के महत्वपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र को संचालित करती हैं। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र ग्रह की सतह को अंतरिक्ष से आने वाली हानिकारक विकिरण से बचाता है, जैसा कि मंगल और बुध जैसे ग्रहों में चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति से स्पष्ट होता है।

हालांकि प्रारंभिक प्रयोगों में उच्च दबाव और तापमान के तहत लेजर-चालित नमूनों का उपयोग किया गया था, वर्तमान में इस मॉडल का समर्थन मुख्य रूप से एब इनिटियो आणविक गतिशीलता सिमुलेशनों पर निर्भर करता है। इन चरम स्थितियों के तहत प्रत्यक्ष प्रायोगिक सत्यापन अभी भी असंभव बना हुआ है, जिसके कारण 2025 के अंत तक सुपरआयनिक अवस्था एक प्रमुख वैज्ञानिक परिकल्पना बनी हुई है। उल्लेखनीय है कि सुपरआयनिक बर्फ के गुणों का अध्ययन यूरेनस और नेपच्यून के चुंबकीय क्षेत्रों को समझने में भी सहायक रहा है, जहाँ यह पानी के एक बड़े हिस्से का निर्माण करती है। यह सुपरआयनिक अवस्था की परिकल्पना, पृथ्वी के आंतरिक भाग की संरचना और विकास को समझने में एक महत्वपूर्ण कदम है, जो भूभौतिकी के क्षेत्र को आगे बढ़ाती है और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति के अनसुलझे विवरणों को स्पष्ट करने में सहायक हो सकती है।