Логин:   Пароль:  

Соцсети



Ещё в разделе
Опрос

Как вам наш ресурс ?

Отлично
Хорошо
Удов.
Плохо


Результаты
Все опросы

Партнёры

Американские ученые объяснили явление необычного распределения изотопов в расплавленной породе, используя классические законы физики

Как правило, различные изотопы одного элемента ведут себя одинаково. Исключением являются некоторые случаи, связанные с особенностями внешних факторов, например, в областях с неравномерно распределенной температурой.
Автор: Роман Галиброда
Написал: Amro Дата: 2012-02-25 01:33
Как правило, различные изотопы одного элемента ведут себя одинаково. Исключением являются некоторые случаи, связанные с особенностями внешних факторов, например, в областях с неравномерно распределенной температурой. Так, тяжелые изотопы в твердеющей магме диффундируют не так, как легкие. Подобное поведение изотопов было открыто еще в 90-х годах XX века, однако это явление до сих пор еще не было объяснено с точки зрения физики. Однако физики из США сумели объяснить необычное поведение изотопов в расплавленной магме, создав компьютерную модель. Оказалось, что объяснить природу изотопов в магме можно с помощью законов классической физики.


Проведенные расчеты показывают, что молекулы, в составе которых находятся более тяжелые атомы, способны передавать большой импульс более легким микрочастицам во время перехода от более горячих областей к холодным. Результаты вычислений в дальнейшем помогут лучше понять природу магмы и физическую модель поведения камней, которые формируются из магмы.

Теория, которая описывает вероятность влияния колебаний температур на химическую дифференциацию Земли, зародилась еще в далеком XIX веке. Инициатором теории стал швейцарский ученый-химик Чарльз Соре. Позже обнаруженный эффект получил наименование эффекта Соре и впервые был описан с помощью классических законов физики в 1930 году. Однако наличие такого же эффекта применительно к магме было изучено и описано в 1990-х годах.

Как известно, в расплавленных породах Земли концентрация более тяжелых изотопов кальция, магния и железа наблюдается в менее горячих областях, а более легкие изотопы этих же элементов имеют свойство концентрироваться в областях с меньшей температурой. Разница между степенью концентрации разных по массе изотопов невелика и составляет не более 1%. Однако, как утверждают физики из Калифорнийского университета, научного объяснения описанного выше явления не хватает в современной науке о строении Земли.

На сегодняшний день существует некоторое количество приблизительных теорий, которые описывают поведение изотопов. Например, недавно была опубликована научная работа, в которой предполагается наличие квантовых эффектов, влияющих на изотопы в недрах планеты.

В своих опытах коллектив американских ученых провел несколько научных экспериментов по разделению изотопов. Был рассмотрен более широкий спектр химических элементов. Так, в список рассматриваемых веществ вошли также гафний и уран. Также был исследован образец силиката магния в расплавленном состоянии, который содержал некоторый процент примесей других материалов. Образец был изучен при градиенте температур более 400°C на расстоянии 1 см. Перед началом экспериментов разница температур в образце сохранялась в течение месяца. После прекращения процесса нагревания и затвердевания образца силиката магния учеными был изучен объект и измерена степень концентрации тяжелых изотопов. Выяснилось, что концентрация изотопов в затвердевшем материале оказалась на 1% выше, чем в горячих областях во время плавки объекта. Впрочем, такие результаты наблюдений физики прогнозировали еще перед началом опытов.

Далее американскими физиками была применена классическая теория, которая применяется для описания процессов происходящих в газах. В итоге оказалось, что теория 1930-х годов способна объяснить явление разделения изотопов и применительно к расплавленному силикату магния.

Для подтверждения правильности классической теории дополнительно было произведено исследование компьютерной модели молекул жидкости. В результате теория начала прошлого века вновь оправдала себя. Таким образом, современными физиками была доказана классическая теория, объясняющая явление эффекта Соре.

Как говорят ученые, проведенные в наши дни эксперименты в современных условиях помогут в дальнейшем лучше понять некоторые процессы, благодаря которым магма превращается в скальную породу. В частности, физикам может представиться возможность лучше изучить явление возникновения тонкого слоя расплавленной породы на границе между мантией Земли и ее жидким ядром.

Источник: physics.aps.org



Похожие страницы :

Рейтинг:
Комментарии: (0)

Пока комментариев нет
2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.043 секунды
  • Спортивные медали

    Купить Спортивное питание оптом по выгодным ценам! Большой Выбор. Доставка

    sportis56.ru