Wokół jądra Ziemi rozciąga się tajemnicza warstwa. Skąd się wzięła?
Już od dziesięcioleci geologów intryguje istnienie niezwykłej cienkiej warstwy, która roztacza się wokół ziemskiego jądra. Przez lata naukowcy nie wiedzieli, skąd się ona mogła wziąć. Jednakże teraz nowe badania wskazują, że „winowajcą” może być… woda.
Jak wskazują naukowcy przez miliardy lat wskutek subdukcji (jest to proces, w którym jedna płyta tektoniczna wsuwa się pod drugą) do dolnego płaszcza naszej planety była transportowana woda. Kiedy dociera ona do granicy jądro-płaszcz dochodzi do wielkiej interakcji chemicznej.
Dan Shim z Arizona State University powiedział: - Przez lata uważano, że wymiana materii między jądrem Ziemi a płaszczem jest niewielka. Jednak nasze ostatnie eksperymenty wysokociśnieniowe ujawniają inną historię. Odkryliśmy, że gdy woda dociera do granicy jądro-płaszcz, reaguje z krzemem w jądrze, tworząc krzemionkę.
Tajemnica wnętrza Ziemi
Niezwykła mieszanka tworząca jądro naszej planety wytwarza pole magnetyczne, które chroni nas i wszelkie życie przed promieniowaniem i niszczycielskim wiatrem słonecznym. Dlatego też naukowcy za wszelką cenę chcą zrozumieć, w jaki sposób funkcjonuje ten szczególny obszar Błękitnej Planety oraz w jaki sposób się zmienia i ewoluuje.
Jak zauważają geolodzy granica jądro-płaszcza jest "dość gwałtowna" i mimo badań nadal niewiele wiadomo na temat wymian chemicznych, które mają miejsce w tym miejscu.
Naukowcy w swoim artykule napisali: "Sugerujemy, że taka wymiana chemiczna między jądrem a płaszczem w ciągu miliardów lat głębokiego transportu wody mogła przyczynić się do powstania domniemanej warstwy E prime".
Warstwa E prime została udokumentowana kilkadziesiąt lat temu w wyniku szczegółowych badań sejsmicznych. Ma ona około kilkuset kilometrów grubości, jednakże do tej pory geolodzy nie mieli pojęcia, w jaki sposób powstała.
Odkryto, że warstwa ta odznacza się m.in. mniejszą gęstością, co może wynikać z różnych stężeń lekkich pierwiastków, takich jak wodór czy krzem. W trakcie skomplikowanych badań laboratoryjnych badacze wykazali, że woda dostająca się do jądra Ziemi w wyniku subdukcji, może reagować chemicznie ze znajdującymi się już tam innymi pierwiastkami, co z kolei doprowadza do zmiany zewnętrznego jądra.
Ten fascynujący nowoodkryty proces doprowadza do tego, że górna warstwa jądra Ziemi zmienia się i staje się bogata w wodór, zaś do dolnego płaszcza przedostaje się krzemionka.
Wyniki sugerują także, że odkrycie ma bardzo ważne implikacje dotyczące obiegu wody w głębinach naszej planety. Zespół naukowy uważa, że ich analizy mogą wskazywać na istnienie bardziej złożonego globalnego obiegu wody, niż do tej pory sądziliśmy.
- To odkrycie, wraz z naszą wcześniejszą obserwacją diamentów tworzących się w wyniku reakcji wody z węglem w płynie żelaznym pod ekstremalnym ciśnieniem, wskazuje na znacznie bardziej dynamiczną interakcję jądro-płaszcz, co dalej sugeruje istnienie znacznej wymiany materii — mówi Shim.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Nature Geoscience.
