Nieznane zjawisko tworzy tajemniczą nową warstwę: ScienceAlert

Woda z powierzchni Ziemi może przedostać się w głąb planety, a nowe badania wyjaśniają, w jaki sposób zmienia ona zewnętrzny obszar ciekłego, metalicznego jądra.

Odkrycie może wyjaśnić obecność cienkiej warstwy materiału wewnątrz planety, która od dziesięcioleci intryguje geologów.

Skorupa ziemska składa się z płyt tektonicznych, które ścierają się i przesuwają pod sobą; To przez miliardy lat Subdukcja Obszary przesunęły wodę w dół płaszcz.

Kiedy woda ta dotrze do rdzenia płaszcza, około 2900 kilometrów (1800 mil) pod powierzchnią, wywołuje silną reakcję chemiczną. Zespół z Korei Południowej, Stanów Zjednoczonych i Niemiec wykazał, że tworzy się w ten sposób bogata w wodór górna warstwa, wysyłająca krzemionkę do dolnego płaszcza.

„Przez wiele lat uważano, że fizyczna wymiana między jądrem a płaszczem Ziemi jest minimalna”. On mówi Materiałoznawca Dan Shim z Uniwersytetu Stanowego w Arizonie.

„Jednak nasze ostatnie eksperymenty pod wysokim ciśnieniem ujawniają inną historię. Odkryliśmy, że gdy woda dociera do granicy między rdzeniem a płaszczem, reaguje z krzemem w rdzeniu, tworząc krzemionkę”.

Ilustracja wnętrza Ziemi ukazująca subdukcję wody. (Uniwersytet Yonsei)

the Zewnętrzny rdzeńMieszanka żelaza i niklu odgrywa ważną rolę w wytwarzaniu ziemskiego pola magnetycznego, które zasadniczo chroni życie na planecie przed wiatrem słonecznym i promieniowaniem. Dlatego ważne jest, aby zrozumieć, jak działa wnętrze Ziemi i jak ewoluowało w czasie.

Granica między jądrem a płaszczem Ziemi zmienia się gwałtownie z krzemianowej na metaliczną i niewiele wiadomo na temat wymian chemicznych.

Przez dekadyZarejestruj badaczy Fale sejsmiczne W lepkim wnętrzu Ziemi udokumentowano cienką warstwę o grubości ponad kilkuset kilometrów, ale do tej pory nikt nie wiedział, skąd pochodzi proponowana warstwa „E Prime”.

„Sugerujemy, że taka wymiana chemiczna między rdzeniem a płaszczem w ciągu gigalat transportu w głębokiej wodzie mogła przyczynić się do powstania domniemanej protostratum E”. On pisze.

Sejsmolodzy zmapowali kilka niezwykłych cech, które sugerują, że ta zmieniona, ciekła warstwa minerałów będzie mniej gęsta i będzie miała mniejszą prędkość sejsmiczną. Uważa się, że te różnice gęstości wynikają z różnych stężeń lekkich pierwiastków, takich jak wodór czy krzem.

READ  Chiny chcą, aby ich nowa rakieta startowa astronautów była wielokrotnego użytku

Jednak wzrost stężenia pojedynczego elementu optycznego spowodowałby wzrost prędkości i spadek gęstości, co utrudnia pogodzenie obserwacji sejsmicznych ze stabilnością dynamiczną pierwotnej warstwy E.

Jako możliwe wyjaśnienie zaproponowano zwiększenie stężenia jednego lekkiego pierwiastka przy jednoczesnym zmniejszeniu stężenia innego. Jednak naukowcy nie byli świadomi tego procesu wymiany.

Zespół użył gorącego lasera Komórki kowadełka diamentowego Aby naśladować warunki ciśnienia i temperatury na granicy rdzeń-płaszcz.

Wykazali, że woda wchłonięta przez jądro Ziemi może reagować chemicznie z znajdującymi się w nim materiałami, przekształcając jądro zewnętrzne w warstwę bogatą w wodór i rozpraszając kryształy krzemionki, które wznoszą się i łączą z płaszczem.

Struktury przypominające kryształy wyrastające z ognistej cieczy
Ilustracja przedstawiająca kryształy krzemionki wyłaniające się z ciekłego metalu w zewnętrznym jądrze Ziemi w wyniku subdukcji wody, co powoduje reakcję chemiczną. (Dan Shim/Uniwersytet Stanowy w Arizonie)

Warstwa materiału bogatego w wodór i ubogiego w krzem, która tworzy się na szczycie rdzenia, będzie miała mniejszą gęstość i niższą prędkość, co jest zgodne z obserwacjami fal sejsmicznych.

Z kolei zmieniająca się folia bazowa może mieć znaczący wpływ na folię Cykl głębokiej wodyZespół twierdzi, że ich odkrycia wskazują, że globalny obieg wody jest bardziej złożony, niż sądziliśmy.

„To odkrycie, wraz z naszym Poprzednia notatka O diamentach powstałych w wyniku reakcji wody z węglem w ciekłym żelazie pod ekstremalnym ciśnieniem.” Podkładka On mówi„Wskazuje na znacznie bardziej dynamiczną interakcję między rdzeniem a płaszczem, co wskazuje na znaczącą wymianę fizyczną”.

Badanie zostało opublikowane w Przyrodnicze nauki o ziemi.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *