Ο πυρωμένος πυρήνας της Γης δεν είναι μοναχικός - έχει πιαστεί σε συνδυασμό με άλλα υποκείμενα στρώματα. Αυτό είναι σύμφωνα με μια νέα μελέτη που διαπίστωσε ότι το πιο εσωτερικό μέρος του πλανήτη διαρρέει μερικά από τα περιεχόμενά του σε μανδύα, μερικά από τα οποία τελικά φθάνουν στην επιφάνεια της Γης.
Αυτή η ανακάλυψη συμβάλλει στην επίλυση μιας συζήτησης που πλήττεται για δεκαετίες: εάν ο πυρήνας και ο μανδύας ανταλλάσσουν οποιοδήποτε υλικό, ανέφεραν οι ερευνητές.
"Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι κάποιο υλικό πυρήνα μεταφέρεται στη βάση αυτών των μολυβιών και ο πυρήνας έχει διαρρεύσει αυτό το υλικό για τα τελευταία 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια", γράφουν οι ερευνητές στο The Conversation, μια ιστοσελίδα όπου οι επιστήμονες γράφουν για την έρευνά τους για δημόσιο.
Το εύρημα έγινε δυνατό από το μεταλλικό βολφράμιο (W), στοιχείο 74 στον περιοδικό πίνακα. Εάν το βολφράμιο ήταν για να κάνει ένα προφίλ χρονολογείται, θα σημείωνε ότι είναι ένα σίδεροφιλο, ή "εραστής σιδήρου." Έτσι, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι πολύ βολφράμιο κρέμεται στον πυρήνα της Γης, το οποίο κατασκευάζεται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο.
Στο προφίλ του, το βολφράμιο θα αναφέρει επίσης ότι έχει λίγα ισότοπα (ένα στοιχείο με διαφορετικό αριθμό νετρονίων στον πυρήνα του), συμπεριλαμβανομένου του W-182 (με 108 νετρόνια) και του W-184 (με 110 νετρόνια). Κατά την εκπόνηση της μελέτης τους, οι ερευνητές συνειδητοποίησαν ότι αυτά τα ισότοπα θα μπορούσαν να τα βοηθήσουν να λύσουν την κεντρική διαρροή.
Ένα άλλο στοιχείο, το άφνιο (Hf), είναι λιθοφίλη, που σημαίνει ότι αγαπά τους βράχους και μπορεί να βρεθεί στο πλούσιο σε πυρίτιο μανδύα της Γης. Με χρόνο ημιζωής 8,9 εκατομμυρίων ετών, το ραδιενεργό ισότοπο του Hafnium Hf-182 διασπάται στο W-182. Αυτό σημαίνει ότι ο μανδύας πρέπει να έχει περισσότερο W-182 από τον πυρήνα, σύμφωνα με τους επιστήμονες.
"Ως εκ τούτου, η χημική ανταλλαγή μεταξύ του πυρήνα και της πηγής του μανδύα μπορεί να ανιχνεύεται στην αναλογία 182W / 184W των βασάλτων των ωκεανών, τα οποία προέρχονται από μούφες στο μανδύα, γράφουν οι ερευνητές στη μελέτη.
Αλλά αυτή η διαφορά στο βολφράμιο θα ήταν απίστευτα μικρή: Η σύνθεση βολφραμίου-182 στον μανδύα και τον πυρήνα αναμενόταν να διαφέρει μόνο κατά περίπου 200 μέρη ανά εκατομμύριο (ppm). "Λιγότερο από πέντε εργαστήρια στον κόσμο μπορούν να κάνουν αυτό το είδος ανάλυσης", γράφουν οι ερευνητές στο The Conversation.
Επιπλέον, δεν είναι εύκολο να μελετήσετε τον πυρήνα, επειδή αρχίζει σε βάθος περίπου 1.800 μίλια (2.900 χιλιόμετρα) υπόγεια. Για να το βάλουμε σε προοπτική, η βαθύτερη τρύπα που έχουν σπάσει ποτέ οι άνθρωποι είναι η Kola Superdeep Borehole στη Ρωσία, η οποία έχει βάθος περίπου 12 μίλια (12,3 χλμ.).
Έτσι, οι ερευνητές μελέτησαν το επόμενο βέλτιστο πράγμα: βράχια που έπεσαν στην επιφάνεια της Γης από το βαθύ μανδύα στο Pilbara Craton στη Δυτική Αυστραλία και τα πυρήνα του νησιού Réunion και του Αρχιπελάγους Kerguelen στον Ινδικό Ωκεανό.
Έχει εντοπιστεί διαρροή
Η ποσότητα βολφραμίου σε αυτά τα βράχια αποκάλυψε μια διαρροή από τον πυρήνα. Κατά τη διάρκεια της ζωής της Γης, υπήρξε μια μεγάλη αλλαγή στην αναλογία W-182-προς-W-184 στο μανδύα της Γης, σύμφωνα με τους ερευνητές. Παραδόξως, οι παλαιότεροι βράχοι της Γης έχουν υψηλότερη αναλογία W-182 προς W-184 από ό, τι κάνουν οι περισσότεροι σύγχρονοι βράχοι, ανακάλυψαν.
"Η αλλαγή στην αναλογία 182W / 184W του μανδύα δείχνει ότι το βολφράμιο από τον πυρήνα έχει διαρρεύσει για μεγάλο χρονικό διάστημα στο μανδύα", γράφουν οι ερευνητές στο The Conversation.
Η Γη είναι περίπου 4,5 δισεκατομμύρια ετών. Ωστόσο, οι παλαιότεροι βράχοι του πλανήτη δεν είχαν σημαντικές μεταβολές στα ισότοπα βολφραμίου. Αυτό υποδηλώνει ότι από 4,3 δισεκατομμύρια έως 2,7 δισεκατομμύρια χρόνια, υπήρξε ελάχιστη ή καθόλου ανταλλαγή υλικού από τον πυρήνα στον ανώτερο μανδύα, ανέφεραν οι ερευνητές.
Αλλά τα τελευταία 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια, η σύνθεση ισοτόπων βολφραμίου στον μανδύα έχει αλλάξει σημαντικά. Γιατί συνέβη αυτό; Εάν τα λοφίσματα των μανδύων ανεβαίνουν από το όριο του πυρήνα-μανδύα, ίσως, όπως ένα βλέμμα-πριόνι, υλικό από την επιφάνεια της Γης πηγαίνει κάτω στο βαθύ μανδύα, λένε οι ερευνητές. Αυτό το επιφανειακό υλικό έχει οξυγόνο σε αυτό, ένα στοιχείο που μπορεί να επηρεάσει το βολφράμιο, λένε οι ερευνητές.
"Ο υποδιπλασιασμός, ο όρος που χρησιμοποιείται για τους βράχους από την επιφάνεια της γης που κατεβαίνει στο μανδύα, παίρνει υλικό πλούσιο σε οξυγόνο από την επιφάνεια στο βαθύ μανδύα ως αναπόσπαστο συστατικό της τεκτονικής πλάκας", γράφουν οι ερευνητές στο The Conversation. "Τα πειράματα δείχνουν ότι η αύξηση της συγκέντρωσης οξυγόνου στο όριο πυρήνα-μανδύα θα μπορούσε να προκαλέσει το βολφράμιο να διαχωριστεί από τον πυρήνα και μέσα στο μανδύα".
Ή, ίσως καθώς ο εσωτερικός πυρήνας στερεοποιήθηκε μετά τη γη σχηματίστηκε, η συγκέντρωση οξυγόνου στον εξωτερικό πυρήνα αυξήθηκε, ανέφεραν οι ερευνητές. «Σε αυτή την περίπτωση, τα νέα μας αποτελέσματα θα μπορούσαν να μας πουν κάτι για την εξέλιξη του πυρήνα, συμπεριλαμβανομένης της προέλευσης του μαγνητικού πεδίου της Γης», έγραψαν στο The Conversation.
