В мартовском номере журнала Scientific Reports (импакт-фактор 5,228) вышла публикация «Thermodynamics and Equations of State of Iron to 350 GPa and 6000 K», авторы Петр Иванович Дорогокупец, А.М. Дымшиц, К.Д. Литасов, Т.С. Соколова
 
В статье рассмотрены термодинамические модели уравнений состояния твердых и жидкой фазы железа, подробно обсуждается калибровка уравнений состояния bcc, fcc, hcp, liq-Fe, положение тройной точки fcc-hcp-liq на Р-Т диаграмме, зависимость линии плавления железа в зависимости от разных предположений, проведено сравнение с сейсмологической моделью PREM рассчитанной плотности, адиабатического модуля сжатия и скорости продольных волн. В дополнении (Supplementary) приведено сравнение энтропии и объема, рассчитанные различными методами, в четырех таблицах представлены рассчитанные термодинамические свойства твердых и жидкой фазы железа. Кроме того, в дополнении можно найти четыре Excel файла, с помощью которых можно самостоятельно рассчитать термодинамику железа в зависимости от температуры и давления или в зависимости от температуры и объема.
 
Аннотация. Уравнения состояния твердых фаз железа (bcc (a-Fe), fcc (g-Fe), hcp (e-Fe)) и жидкой фазы (liq-Fe) были построены путем совместной оптимизации теплоемкости, модулей сжатия, термического расширения и объема при комнатной и повышенных температурах и давлениях. Рассчитанные тройные точки на фазовой P-T диаграмме железа имеют следующий параметры: 7.3 ГПа и 820 К для bcc-fcc-hcp, 5.2 ГПа и 1998 для bcc-fcc-liq, 106.5 ГПа и 3787 К для fcc-hcp-liq. При P-T условиях вблизи тройной точки fcc-hcp-liq наклон линии перехода fcc-liq  составляет dT/dP = 12.8 К/ГПа, тогда как для линия перехода hcp-liq имеем dT/dP = 13.7 К/ГПа. Поэтому линия hcp-liq пересекается с метастабильной линией fcc-liq при давлении около 160 ГПа. В условиях высоких давлений метастабильная линия bcc-hcp находится внутри полей стабильности fcc-Fe или жидкого железа. Были рассчитаны плотность, адиабатический модуль сжатия и скорости продольных волн (P-wave velocity) жидкого железа при адиабатических условиях стартующих от давления 328.9 ГПа и температуре 5882 К (граница внешнего и внутреннего ядра Земли) и проведено их сравнение с сейсмологической моделью PREM. По нашей модели дефицит плотности hcp-Fe на границе внутреннего ядра Земли составляет 4.4 % при T = 5882 K and P = 328.9 GPa.

Источники

В Scientific Reports опубликовано новое исследование ученых ИЗК СО РАН
Институт земной коры СО РАН (crust.irk.ru), 31/03/2017

Похожие новости

  • 12/09/2017

    В Институте солнечно-земной физики СО РАН пройдет Российско-Британский семинар молодых ученых

    С 18 по 21 сентября в Институте солнечно-земной физики состоится российско-британский семинар молодых ученых "Dynamical plasma processes in the heliosphere: from the Sun to the Earth". Задачей семинара является инициация новых международных и междисциплинарных проектов в области солнечной физики, космической физики и геофизики.
    226
  • 25/01/2017

    Уникальный эксперимент в Тункинской долине

    На базе астрофизического полигона ИГУ в Тункинской долине строится уникальная гамма-обсерватория TAIGA. Сегодня там располагается комплекс установок для исследований в новой области фундаментальной науки с парадоксальным названием - астрофизика элементарных частиц.
    712
  • 31/03/2017

    Строительство Национального гелиогеофизического комплекса в Сибири начнется в 2018 году

    Строительство в Восточной Сибири комплекса по изучению ближнего космоса и околоземного пространства (Национального гелиогеофизического комплекса РАН) планируется начать в 2018 году. Об этом сообщил ТАСС научный руководитель Института солнечно-земной физики СО РАН Гелий Жеребцов.
    461
  • 16/02/2016

    Иркутские ученые отправили на госэкспертизу проект гелиогеофизического комплекса РАН

    Институт солнечно-земной физики (ИСЗФ) СО РАН завершил проектно-изыскательские работы первого этапа мегапроекта "Национальный гелиогеофизический комплекс РАН". ​Готовые документы отправлены на го​сударственную​ экспертизу, ее результаты будут известны в конце февраля.
    1202
  • 21/01/2017

    Что может рассказать один квазар?

    Ученые, занимающиеся космическими исследованиями, — настоящие детективы. Как Шерлок Холмс, используя метод дедукции и косвенные наблюдения, вычислял убийцу, так и они, собирая и анализируя данные излучений в различных спектрах, могут рассказать, что происходило во Вселенной много-много лет назад и как возникли известные нам сегодня феномены.
    704
  • 13/05/2017

    Исследователи из Иркутска и Мексики снимают фильм об астероидной опасности

    Документалисты из Мексики совместно с учеными из Иркутска начали снимать полнокупольный фильм с рабочим названием "От Чиксулуба к Тунгуске". В своей картине исследователи расскажут о влиянии на планету столкновений с астероидами.
    333
  • 03/04/2017

    Местные жители помогают Иркутскому планетарию обнаружить возможное место падения болида

    ​​Иркутский планетарий собрал более 20 свидетельств по жителей Прибайкалья и Бурятии о довольно редком явлении - падении ярко-зеленого болида, наблюдавшегося в небе 23 марта в дневное время. С помощью них ученые планируют вычислить параметры небесного тела и возможное место его падения, сообщил журналистам исполнительный директор Иркутского планетария Павел Никифоров.
    258
  • 28/07/2016

    Этот масштабный Mega Science: Национальный гелиогеофизический комплекс

    ​Несмотря на многочисленные затруднения и проволочки, создание Национального гелиогеофизического комплекса РАН продолжается. Изыскательские и проектировочные работы продолжаются, а их координацией и контактами с властями всех уровней занимается молодой и успешный ученый - Сергей Олемской.
    931
  • 07/10/2016

    Павел Никифоров назначен исполнительным директором Иркутского планетария

    ​Профессор Иркутского государственного университета Сергей Язев уволился с поста научного руководителя Иркутского планетария с 1 октября.  В настоящее время данная вакансия остается открытой. Также свои посты покинули исполнительный директор Дмитрий Семенов, сотрудники IT-отдела планетария Анатолий Арсентьев и Станислав Граблевский, руководитель отдела коммерческого развития и управления персоналом Ольга Хусаинова.
    1106
  • 22/08/2017

    Иркутские астрономы участвовали в наблюдениях «Великого американского затмения»

    21 августа, в понедельник (в ночь на 22 августа - по ирк.времени), состоялось так называемое Великое американское затмение. Впервые с 1776 года, когда были образованы Соединённые Штаты, в полной фазе его было видно только на территории США.
    228