LeScienze : nucleo "cubico" per la terra

Mi domando se il traduttore abbia capito bene (ma non posso
controllare l'originale) ...
In particolare (imho) l'equivoco sorge dal momento che leggo la
frase :
<<...la sua forma assomiglierebbe piuttosto a quella di un cubo,
o quantomeno cubica sarebbe la sua struttura cristallina...>>

Quel quantomeno pare suggerire che vi sia una qualche parentela
tra la forma macroscopica del nucleo e la simmetria della sua
struttura cristallina, cosa che a me pare ridicola (tranne che
in un caso, che cito dopo).

Successivamente viene accennato all'anisotropia direzionale
nella propagazione delle onde elastiche, compatibile con uan
struttura cubica (nota, a questo punto pare evaporato ogni
riferimento alla struttura macro, ma si parla rigorosamente di
struttura cristallina).

A questo punto però mi viene da fare un'altra considerazione.
Come può un materiale, policristallino, mostrare asimmetrie di
qualsiasi sorta, quali quelle indicate ?
Ed è qui che lancio il sasso (e se qualcuno ha accesso alla
rivista potrebbe controllare) : non è che i ricercatori stiano
in realtà ventilando che il core centrale più massiccio della
terra (nucleo interno) sia in realtà essenzialmente un
MONOCRISTALLO (di struttura cristallina cubica) ?
La sua forma macro potrebbe essere normalmente sferica, ma la
propagazione di onde elastiche in un monocristallo sarebbe
anisotropica, come pare sia stato osservato.

Perchè mi lascia scettico l'idea della struttura macro "cubica"
? Semplice : avrebbe un'energia potenziale gravitazionale
superiore ad un nucleo sferico, e dato che le temperature la
dentro sono altissime, mi sembra strano che il materiale possa
restare rigido e non appiattirsi in superfici equipotenziali di
minima energia gravitazionale. Poi per carità, delle proprietà
meccaniche del ferro a pressioni di molte centinaia di GPa e
temperature di ... boh ? 10000° K ? Non ne so un accidente.

Commenti benvenuti

ciao
Soviet_Mario

L'articolo si trova sul sito di LeScienze (lo aggiungo ad ogni modo)

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BEG QUOTE

Secondo una ricerca svedese
Un nucleo cubico per la Terra

A dispetto dell'elevato livello di simmetria della struttura
cubica, in quelle condizioni di temperatura elevata si dovrebbe
manifestare una notevole anisotropia elastica

Il nucleo interno della Terra ha un raggio di circa 1200
chilometri ed è costituito in prevalenza da ferro. Forse la sua
forma non è però sferica, almeno a quanto dicono alcuni
ricercatori dell'Università di Uppsala, che hanno sviluppato un
modello in grado di dar conto del fatto che che le onde sismiche
lo attraversano più velocemente quando viaggiano in una
direzione parallela all'asse di rotazione del pianeta rispetto a
quando si spostano lungo il piano equatoriale.

Secondo il gruppo di scienziati diretti da Börje Johansson,
docente di fisica della materia condensata all'Università di
Uppsala, la sua forma assomiglierebbe piuttosto a quella di un
cubo, o quantomeno cubica sarebbe la sua struttura cristallina.

Nel 2003, lo stesso gruppo di ricerca aveva già avanzato un
modello teorico secondo cui il nucleo della Terra avrebbe dovuto
assumere una struttura cristallina cubica che, a dispetto
dell'elevato livello di simmetria in quelle condizioni di
temperatura elevata avrebbe dovuto manifestare una notevole
anisotropia elastica, ossia un comportamento elastico differente
a seconda delle direzioni. Quel modello era stato sviluppato
sulla base della teoria sulla densità funzionale di Walter Kohn,
per la quale quest'ultimo è stato insignito del premio Nobel nel
1999.

Ora, nel nuovo studio - descritto in un articolo pubblicato su
"Science" - i ricercatori presentano varie simulazioni di come
si dovrebbero comportare le onde sismiche a seconda delle
condizioni predominanti in cui si ipotizza che possa trovarsi il
ferro. Per le simulazioni è stato utilizzato uno dei più potenti
supercomputer paralleli esistenti al mondo, "Abbiamo così
trovato che la struttura cristallina cubica è l'unica che
concorda con le osservazioni sperimentali", osserva Johansson.

Il bilancio termico della Terra e il suo campo magnetico
dipendono dalla quantità di calore che è immagazzinato nel suo
nucleo. E queste condizioni sono a loro volta dipendenti dalla
struttura cristallina del ferro che vi è contenuto. Finora nelle
stime relative all'evoluzione di questi fattori si era partiti
dall'ipotesi che all'interno del nucleo il ferro assumesse una
struttura cristallina esagonale, ma l'ipotesi degli svedesi
comporterebbe la necessità di un ricalcolo della velocità di
raffreddamento del pianeta e della stabilità del sui campo
magnetico.

"Lo studio apre nuove prospettive alla nostra comprensione del
passato, del presente e del futuro della Terra", ha concluso
Natalia Skorodumova, che ha partecipato alla ricerca. (gg)

QUOTE END

Erano le 20.49.06 di martedì 19-02-08 quando il laboratorio di
Soviet_Mario venne scosso da un boato che si udì fino in
it.scienza.chimica.
Le sue ultime dichiarazioni furono:


Qui c'è una versione apparsa su ScienceDaily.
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Di solito fano rimbalzare i comunicati stampa originali con poche
modifiche.

saluti,
Peltio
totalmente ignorante in materia, posto solo il link

"Soviet_Mario" ha scritto:

Nell'abstract dell'universita' di Uppsala:
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non si fa cenno ad una possibile forma cubica
del nucleo della Terra, anzi si dice esplicitamente:
"It has long been known that the inner core of the earth,
a *sphere* consisting of a solid mass with a radius
of about 1,200 km, is mainly made up of iron.".
Anche li' pero' e' presente quella stessa ingannevole
rappresentazione artistica del nucleo che si vede sul sito
di "Le Scienze", in cui il nucleo ha forma cubica.
Comunque se il nucleo della Terra fosse un cubo,
ritengo che cio' determinerebbe una particolare
configurazione del campo gravitazionale terrestre,
che non risulta sperimentalmente.

Ciao
--
Giorgio Bibbiani

Giorgio Bibbiani ha scritto:

che ne pensi della possibile "monocristallinità" per
razionalizzare l'anisotropia ?
ciao
soviet_mario

Soviet_Mario ha scritto:
Ti consiglio una ricerchina in Google, con parole chiave
Johansson e "earth core".
Troverai una serie di riferimenti: non l'articolo orignale, ma per lo
meno ci sono piu' vicini.
Non li ho neppure letti, perche' non ho tempo e non ritengo che ne
valga la pena.


--
Elio Fabri

Elio Fabri ha scritto:

ho letto l'abstract originale che mi ha segnalato Bibbiani (dal
sito di Uppsala), ed effettivamente ogni dubbio sulla qualità
della comprensione del traduttore è stato confermato.
Quindi confermo che la cubicità macroscopica non risulta da
nessuna parte (come era intuibile).

Per l'altro dubbio intrinseco, sulla compatibilità di
monocristallo vs. policristallo (entrambi a struttura BCC) con
l'anisotropicità della propagazione delle onde elastiche, che
opinione te ne faresti ?

voglio dire, una materiale la cui cella elementare cristallina
sia di per sé anisotropica, ma che sia nel complesso
policristallino, può essere ancora anisotropo ?
Potrebbe esistere, anche in un policristallo, una sorta di
moderato ordine medio a largo raggio che pur evitando la
monocristallinità renda ragione dell'anisotropia ? O non è
neppure necessario e anche un policristallo random può essere
anisotropo ?
Lo chiedo perché troverei tanto suggestivo quanto improbabile
che il nucleo intero sia una sorta di immenso "single crystal" ...
ciao
Soviet

P.S. sorvolare, pls, sulla forma sintattica :-) ho scritto
leggendo un'altra cosa :-(

"Soviet_Mario" ha scritto:

Non so.

Nell'abstract si dice:
"The body-centered cubic crystal structure forms a cube
with atoms in each corner and a further atom in the middle
of this cube. It is oriented in such a way that its great
diagonal is directed along the earth's axis of rotation,
which makes it possible for the iron to evince sound
propagations with the velocities observed."

Quindi, se e' vero quanto affermato,
o e' un monocristallo (!), o i cristalli componenti
hanno piu' o meno la stessa orientazione, come ha
gia' spiegato leoleo.
C'e' anche da dire che per la grande differenza di
pressione (e temperatura?) tra il centro della Terra e
la superficie del nucleo, le dimensioni della cella cubica
elementare dovrebbere essere diverse tra centro
della Terra e superficie del nucleo, quindi in ogni
caso non si tratterebbe di un monocristallo ideale :-)

Ciao
--
Giorgio Bibbiani

Ciao
--
Giorgio Bibbiani

leoleo ha scritto:

Eh ... ora queste ragionevoli considerazioni, nella lingua
comune dei metalli, mi portano a pensare che il materiale li
dentro (a proposito ... sicuro che sia liquido ? A me pare che
la pressione imposta garantisca la solidità anche a enne mila
Kelvin, viceversa non avrebbe molto senso parlare di celle
cristalline di sorta), cmq, dicevo, come sopravvivono dei
difetti reticolari in una massa che sostanzialmente è sottoposta
a ricottura perpetua da miliardi di anni a T alta ?
Qui ci vorrebbe proprio un mago strutturista, perchè
bisognerebbe poter valutare, cosa che no so fare, quanto
frequente sia la comparsa di nuovi difetti reticolari causati
dall'agitazione termica e quanto frequente sia il loro
"riassorbimento". Se la frequenza di fagocitamento delle
imperfezioni reticolari ai margini dei grani fosse,
all'equilibrio, anche di poco maggiore della frequenza di genesi
di dislocazioni varie, dopo tutto questo tempo non potrebbe
essere ricristallizzato tutto quanto ? Ciò almeno a scala
piccola e media. Come fa notare Bibbiani, a larga scala, la
cella elementare non ha lo stesso passo, ma presumo possa
verificarsi una transizione dolce, graduale, di densità, senza
necessariamente discontinuità discrete.

Ecco, però ciò di cui non so nulla è se e quanto frequentemente,
e a quali T, in un cristallo perfetto possano nascere difetti da
genesi "termica pura".

Quanto al discorso magnetizzazione ordinata mi dichiaro
piuttosto ignorante : essa implica o meno un vero e proprio
ordinamento reticolare delle celle ? Io avrei detto di no, in
effetti. Voglio dire che presumerei che un metallo
ferromagnetico possa essere magneticamente riorganizzato
(riordinato) anche senza una estensiva ricristallizzazione
reticolare vera e propria. Ho questa idea, forse fallace
(causata dalla povera comprensione degli spin), perché penserei
che la riorganizzazione magnetica possa essere un fenomeno
prevalentemente "elettronico" laddove la riorganizzazione
reticolare del cristallo debba implicare un più radicale
riposizionamento dei nuclei. Però aspetto conferme/confutazioni
autorevoli da qualche esperto di stato solido.

Ah, immagino che se il nucleo è realmente solido, in esso non
operino moti convettivi di sorta o altri rimescolamenti o
distorsioni (tipo maree etc)


Eh, devo chiarirmi prima il dubbio precedente. Che ne pensi ?


uhm ... liquido ? Ma allora di che stiamo parlando ?


nin-zo
ciao
Soviet