Dans les profondeurs de la Terre, où les pressions et les températures sont extrêmes, le fer est soumis à d’immenses contraintes. Les scientifiques se demandent depuis longtemps comment le fer se comporte dans ces conditions, car il constitue un élément clé de l'intérieur de la Terre et joue un rôle crucial dans de nombreux processus géologiques.
Pour mieux comprendre le comportement du fer sous stress extrême, des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley et de l’Advanced Light Source (ALS) du Lawrence Berkeley National Laboratory ont mené une série d’expériences à l’aide d’une cellule à enclume en diamant. Cet appareil leur a permis de recréer les hautes pressions et températures trouvées au plus profond de la Terre.
Les chercheurs ont placé un petit échantillon de fer entre deux enclumes de diamant et l’ont pressé à des pressions allant jusqu’à 2,5 millions d’atmosphères, ce qui équivaut à la pression au centre de la Terre. Ils ont également chauffé l’échantillon à des températures allant jusqu’à 2 000 degrés Celsius, ce qui est plus chaud que la surface du soleil.
Dans ces conditions extrêmes, le fer a subi une série de transitions de phase, passant d’une structure cristalline à une autre. Ces transitions de phase s'accompagnent de modifications des propriétés du fer, telles que sa densité, sa conductivité électrique et sa susceptibilité magnétique.
Les chercheurs ont utilisé la diffraction des rayons X pour étudier la structure de l’échantillon de fer sous haute pression et température. Cette technique leur a permis de déterminer la disposition des atomes dans le réseau cristallin du fer et comment elle évolue avec l’augmentation de la pression et de la température.
Les résultats des expériences fournissent des informations précieuses sur le comportement du fer dans des conditions extrêmes rencontrées à l’intérieur de la Terre. Ces connaissances sont cruciales pour comprendre la dynamique du manteau et du noyau terrestre, ainsi que la formation et l'évolution de la planète.
L’étude souligne également l’importance des expériences à haute pression et haute température dans l’étude des propriétés des matériaux dans des conditions extrêmes. Ces expériences peuvent nous aider à percer les mystères des profondeurs de la Terre et à mieux comprendre les processus fondamentaux qui façonnent notre planète.
