Z povrchu Zeme uniká voda až ku jadru našej planéty, odhalili vedci
Vedci zistili, že výmena materiálov medzi jadrom Zeme a zemským plášťom, je oveľa viac dynamickejšia, než sme si mysleli.
Vedci už desaťročia študujú zem pod našimi nohami. A hoci najhlbší vrt na svete má len niekoľko kilometrov, tak aj napriek tomu, vďaka rôznym zariadeniam máme ako takú predstavu o tom, ako vyzerá vnútro našej planéty. No stále o zložení našej planéty a o tom, čo sa deje hlboko vo vnútri zeme, zostáva pre nás zahalené pod rúškom tajomstva.
Pred niekoľkými desiatkami rokov seizmológovia študovali hlboké vrstvy Zeme, pričom narazili na tenkú vrstvu niekoľko sto kilometrov pod povrchom, známu ako vrstva E prime. Dlho bola táto vrstva záhadou, no vedci najnovšie prišli s novými zisteniami, ktoré nám pomáhajú lepšie pochopiť, čo sa odohráva hlboko pod našimi nohami.
Výmena materiálu medzi jadrom a plášťom Zeme je dynamickejšia, než sme si mysleli
Hranica zemského jadra a plášťa predstavuje dramatickú zmenu materiálov, od kremičitanu po kov. Medzinárodný tím vedcov vrátane odborníkov z Arizonskej štátnej univerzity – Dana Shima, Taehyuna Kima a Josepha O’Rourkea zo Školy pre prieskum Zeme a vesmíru – odhalil, že voda z povrchu Zeme môže preniknúť hlboko do jej vnútra. Táto voda mení zloženie najvrchnejšej oblasti tekutého kovového jadra a vytvára tak výraznú, tenkú vrstvu.
Výskum ukazuje, že počas miliárd rokov bola povrchová voda transportovaná hlboko do Zeme klesajúcimi, alebo subdukčnými, tektonickými doskami. Po dosiahnutí hranice medzi jadrom a plášťom, približne 2900 kilometrov pod povrchom, táto voda vyvoláva zásadnú chemickú interakciu, ktorá mení štruktúru jadra.
Yong Jae Lee z Univerzity Yonsei v Južnej Kórei spolu s tímom Shima preukázali prostredníctvom experimentov za vysokého tlaku, že subdukčná voda chemicky reaguje s materiálmi jadra. Táto reakcia vytvára vrstvu bohatú na vodík a chudobnú na kremík, čím mení najvrchnejšiu oblasť vonkajšieho jadra. Okrem toho táto reakcia generuje kryštály kremičitanu, ktoré stúpajú a integrujú sa do plášťa. Táto upravená vrstva tekutého kovu je pravdepodobne menej hustá, s nižšími seizmickými rýchlosťami, čo je v súlade s anomáliami zaznamenanými seizmológmi.
Neprehliadnite
„Roky sme verili, že výmena materiálu medzi jadrom a plášťom Zeme je malá. No naše nedávne experimenty za vysokého tlaku hovoria iný príbeh. Zistili sme, že keď voda dosiahne hranicu medzi jadrom a plášťom, reaguje s kremíkom v jadre, čím vzniká kremičitan,“ povedal Shim. „Tento objav, spolu s naším predchádzajúcim pozorovaním tvorby diamantov z vody reagujúcej s uhlíkom v železnej kvapaline za extrémneho tlaku, naznačuje oveľa dynamickú interakciu medzi jadrom a plášťom, čo naznačuje značnú výmenu materiálu.“
Tento nález posúva naše pochopenie vnútorných procesov Zeme, čo naznačuje oveľa rozsiahlejší globálny vodný cyklus, než sa predtým predpokladalo. Zmenená „vrstva“ jadra má hlboký vplyv na geochémické cykly, ktoré spájajú povrchový vodný cyklus s hlbokým kovovým jadrom.
Štúdiu uskutočnil medzinárodný tím geovedcov s použitím pokročilých experimentálnych techník v Advanced Photon Source of Argonne National Lab a PETRA III z Deutsches Elektronen-Synchrotron v Nemecku, aby replikovali extrémne podmienky na hranici medzi jadrom a plášťom.
Komentáre