Ядрото на Земята не е самотник – то е обхванато

Ядрото на Земята не е отшелник – то е обхванато от други пластове. Това демонстрира ново изследване, което открива, че най-вътрешната част на планетата изпуска част от наличието си в мантийни струи, някои от които в последна сметка доближават земната повърхнина.

Това изобретение дава отговор на въпрос, който се търси от десетилетия: дали ядрото и мантията на Земята обменят някакъв материал.
„ Нашите открития допускат, че някаква материя от ядрото се трансферира в основата на тези мантийни струи, а ядрото изпуска този материал през последните 2,5 милиарда години “, пишат откривателите в The Conversation.

Откритието стана допустимо като се употребява разбор на метала волфрам (W), 74-я детайл на периодическата таблица. Волфрамът се дефинира като сидерофил, или „ обичащ желязо “. Затова не е изненадващо, че в ядрото на Земята се крие доста волфрам, който е формиран най-вече от желязо и никел.

Основна характерност на волфрама е това, че има няколко изотопа (елементи с друг брой неутрони в ядрата си), в това число W-182 (със 108 неутрона) и W-184 (със 110 неутрона). Изготвяйки своето проучване, откривателите схващат, че тези изотопи могат да им оказват помощ да решат въпроса, какво изтича от ядрото на Земята.

Друг детайл, хафний (Hf), е избран като литофилен, което значи, че обича скалите и може да се откри в богатата на силикат тога на Земята. С полуживот от 8,9 милиона години, радиоактивният изотоп на хафний Hf-182 се разпада в W-182. Това значи, че мантията би трябвало да има повече W-182, в сравнение с ядрото, изясняват учените.

Следователно, химичният продан сред ядрото и източника на мантийните струи може да се откри в съотношението сред 182W и 184W на океанските островни базалти, които идват от струите в мантията, изясняват откривателите.

Тази разлика би била необикновено дребна: чака се съставът на волфрам-182 в мантията и ядрото да се разграничава единствено с към 200 елементи на един милион (ppm). „ По-малко от пет лаборатории в света могат да създадат този тип разбор и да отчетат разликата, “ пишат откривателите в The Conversation.

Освен това, не е елементарно да се изследва ядрото, тъй като то стартира на дълбочина от към 2 900 км под повърхността. За да се сложи това в вероятност, най-дълбоката дупка, която в миналото са изкопали хора, е свръх дълбоката сонда в Кола, Русия, която е с дълбочина към 12,3 км.

Учените изследвали след тава скали, които се издигат на повърхността на Земята от дълбоката тога в Пилбара Кратон в Западна Австралия, както и на остров Реюнион и Архипелаг Кергелен в Индийския океан.

Количеството на волфрам в тези скали разкрива теч от ядрото. По време на живота на Земята е имало огромна смяна в съотношението W-182/W-184 в мантията на Земята, откриват откривателите. Странно, само че най-старите скали на Земята имат по-високо съответствие W-182/W-184, в сравнение с множеството модерни скали.
„ Промяната в съотношението 182W / 184W в мантията демонстрира, че волфрамът от ядрото изтича в мантията отдавна “, пишат откривателите в The Conversation. 

Земята е на към 4,5 милиарда години. Оказва се обаче, че най-старите мантийни скали на планетата нямат обилни промени в изотопите на волфрам. Това допуска, че от 4,3 милиарда до 2,7 милиарда години, е имало дребен или никакъв продан на материал от ядрото към горната тога, споделят учените.

През последните към 2 милиарда години обаче, съставът на волфрамови изотопи в мантията се е трансформирал доста. Защо се е случило това? Ако струите от мантията се издигат от границата сред ядрото и мантията, назад, материал от земната повърхнина се спуска в дълбоката тога, изясняват откривателите. Този лекомислен материал носи О2 в себе си, детайл, който може да повлияе на волфрама, споделят откривателите.

„ Субдукцията, или частиците скали от земната повърхнина, които се спускат в мантията, лишава богатия на О2 материал от повърхността в дълбоката тога като неразделна част от тектониката на плочите “, пишат откривателите в The Conversation. „ Експериментите демонстрират, че увеличението на концентрацията на О2 в границата сред ядрото и мантията може да докара до обособяване на волфрама от ядрото и мантията. “

Или, може би, защото вътрешното ядро се е втвърдило откакто Земята се е образувала, концентрацията на О2 във външното ядро се усилва, споделят откривателите.

„ В този случай нашите нови резултати биха могли да ни кажат нещо за еволюцията на ядрото, в това число за произхода на магнитното поле на Земята “, пишат учените в изданието The Conversation.