Οι κρύσταλλοι Magnesiowustite χάνουν την ικανότητα της υπέρυθρης μετάδοσης όταν συμπιέζονται. Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Ερευνητές από το Εργαστήριο Γεωφυσικής του Ιδρύματος Carnegie ανακάλυψαν ότι ορισμένα ορυκτά σταματούν να εκπέμπουν υπέρυθρο φως καθώς πλησιάζουν στον πυρήνα της Γης. Παρόλο που εκπέμπουν υπέρυθρες ακτίνες στην επιφάνεια, το απορροφούν πραγματικά όταν συνθλίβονται από τις έντονες πιέσεις κοντά στον πυρήνα της Γης. Αυτή η ανακάλυψη θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τη ροή της θερμότητας στο εσωτερικό της Γης, καθώς και να αναπτύξουν νέα μοντέλα πλανητικού σχηματισμού και εξέλιξης.
Τα ορυκτά που πλήττονται από έντονη πίεση κοντά στον πυρήνα της Γης χάνουν μεγάλο μέρος της ικανότητάς τους να μεταφέρουν υπέρυθρο φως, σύμφωνα με νέα μελέτη από το εργαστήριο γεωφυσικής του Carnegie Institution. Δεδομένου ότι το υπέρυθρο φως συμβάλλει στη ροή της θερμότητας, το αποτέλεσμα προκαλεί κάποιες παρατεταμένες έννοιες σχετικά με τη μεταφορά θερμότητας στον κάτω μανδύα, το στρώμα λειωμένου βράχου που περιβάλλει τον στερεό πυρήνα της Γης. Το έργο θα μπορούσε να βοηθήσει στη μελέτη των μαντωμάτων λοφίων - μεγάλων στηλών θερμού αναζωογονητικού μάγματος που πιστεύεται ότι παράγει χαρακτηριστικά όπως τα νησιά της Χαβάης και η Ισλανδία.
Οι κρύσταλλοι του μαγνησιοβιούτου, ένα κοινό ορυκτό μέσα στη βαθιά Γη, μπορούν να μεταδώσουν υπέρυθρο φως σε κανονικές ατμοσφαιρικές πιέσεις. Αλλά όταν συμπιέζονται πάνω από μισό εκατομμύριο φορές την πίεση στο επίπεδο της θάλασσας, αυτοί οι κρύσταλλοι αντ 'αυτού απορροφούν υπέρυθρο φως, το οποίο εμποδίζει τη ροή της θερμότητας. Η έρευνα θα παρουσιαστεί στο τεύχος 26ης Μαΐου 2006 του περιοδικού Science.
Τα μέλη του προσωπικού της Carnegie Alexander Goncharov και Viktor Struzhkin, με τον μεταδιδακτορικό συνεργάτη Steven Jacobsen, πίεσαν κρυστάλλους μαγνησιοσβουστίτη χρησιμοποιώντας ένα κελί αμόνι διαμαντιού - ένα θάλαμο που συνδέεται με δύο υπερχρυσά διαμάντια ικανά να προκαλέσουν απίστευτη πίεση. Στη συνέχεια έριξαν έντονο φως μέσα από τους κρυστάλλους και μέτρησαν τα μήκη κύματος του φωτός που το έκαναν. Προς έκπληξή τους, οι συμπιεσμένοι κρύσταλλοι απορρόφησαν μεγάλο μέρος του φωτός στην υπέρυθρη ακτινοβολία, υποδηλώνοντας ότι ο μαγνησιοβιούχος είναι ένας κακός αγωγός θερμότητας σε υψηλές πιέσεις.
«Η ροή της θερμότητας στο βαθύ εσωτερικό της Γης παίζει σημαντικό ρόλο στη δυναμική, τη δομή και την εξέλιξη του πλανήτη», δήλωσε ο Γκοντσάροφ. Υπάρχουν τρεις κύριοι μηχανισμοί με τους οποίους η θερμότητα είναι πιθανό να κυκλοφορεί στη βαθιά Γη: αγωγιμότητα, μεταφορά θερμότητας από ένα υλικό ή περιοχή σε άλλο. ακτινοβολία, η ροή ενέργειας μέσω υπέρυθρου φωτός. και μεταφορά, η κίνηση ζεστού υλικού. "Η σχετική ποσότητα ροής θερμότητας από αυτούς τους τρεις μηχανισμούς βρίσκεται επί του παρόντος υπό έντονη συζήτηση", πρόσθεσε ο Γκοντσάροφ.
Το Magnesiowustite είναι το δεύτερο πιο κοινό ορυκτό στο κάτω μανδύα. Δεδομένου ότι δεν μεταδίδει θερμότητα καλά σε υψηλές πιέσεις, το ορυκτό θα μπορούσε πραγματικά να σχηματίσει μονωτικά μπαλώματα γύρω από μεγάλο μέρος του πυρήνα της Γης. Εάν συμβαίνει αυτό, η ακτινοβολία ενδέχεται να μην συμβάλλει στη συνολική ροή θερμότητας σε αυτές τις περιοχές και η αγωγιμότητα και η μεταφορά μπορεί να διαδραματίσουν μεγαλύτερο ρόλο στην εξαγωγή θερμότητας από τον πυρήνα.
"Είναι ακόμα πολύ νωρίς για να πούμε ακριβώς πώς αυτή η ανακάλυψη θα επηρεάσει τη γεωφυσική της βαθιάς Γης", δήλωσε ο Γκοντσάροφ. «Αλλά πολλά από αυτά που υποθέτουμε για τη βαθιά Γη βασίζονται στα μοντέλα μεταφοράς θερμότητας και αυτή η μελέτη αμφισβητεί πολλά από αυτά».
Αρχική πηγή: Carnegie Institution
