Djupt under våra fötter ligger Jordens yttre kärna, ett flytande lager som är över två tusen kilometer tjockt. Denna superheta struktur, som ligger mellan planetens mantel och fasta inre kärna, består av smält metall som järn och nickel.

Seismiska vågor som uppmätts från jordbävningar och vulkanverksamhet har gett forskarna information om den inre strukturen på vår planet. Men rörelsen av dessa akustiska vågor är starkt beroende av mediets egenskaper och djupet av deras ursprung, vilket utgör en begränsning för hur mycket information seismologer kan få genom seismiska observationer.

I en färsk rapport beskrev forskare vid University of Tokyo sin simulering av jordens centrum med hjälp av ett diamantambos. För första gången i historien komprimerades ett litet prov av flytande järn och bibehölls under ultrahögt tryck och temperatur under en längre tid i en laboratoriemiljö.

De japanska forskarna undersökte järnprovet med en högfokuserad synkrotronröntgenkälla och mätte dess densitet. De fann att det komprimerade provet av flytande järn är ca 8 % tätare än den yttre kärnan, vars densitet uppskattades från tidigare studier. Detta bevis tyder på att den smälta yttre kärnan sannolikt innehåller lättare element som ännu inte har identifierats.

Det nya fyndet om kärnans sammansättning kan ha betydande konsekvenser för dess rörelse. Genom att kombinera den städbaserade mätningen med matematisk modellering representerar den här studien ett helt nytt tillvägagångssätt för att utforska jordens inre struktur och förbättrar vår förståelse för vad som finns under dess yta.

Den här studien är publicerad i tidskriften Physical Review Letters.