Jądro Ziemi zostało nazwane największym magazynem węgla na planecie

Jądro Ziemi zostało nazwane największym magazynem węgla na planecie
Jądro Ziemi zostało nazwane największym magazynem węgla na planecie
Anonim

Po zbadaniu, jak fale sejsmiczne poruszają się w jądrze Ziemi, geolodzy doszli do wniosku, że powinno ono zawierać około 0,3-2% węgla. To sprawia, że rdzeń jest największym rezerwuarem węgla na planecie, twierdzą naukowcy. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym Communications Earth & Environment.

„Wiemy, że jądro Ziemi składa się głównie z żelaza, ale gęstość tego ostatniego jest zauważalnie wyższa niż w jądrze. Wskazuje to na znaczną część lekkich pierwiastków, z których jeden może być węglem. Dowiedzieliśmy się, jak jego rezerwy mogą być duże” – powiedział jeden z autorów badania, profesor nadzwyczajny Florida State Institute Minak Mukherjee.

Jądro Ziemi składa się z dwóch warstw: stałego metalowego rdzenia i otaczającej go ciekłej warstwy stopionego żelaza i niklu. Płyn ten nieustannie się porusza, tak jak woda wiruje we wrzącym czajniku. Rezultatem jest pole magnetyczne, które chroni Ziemię przed promieniami kosmicznymi, rozbłyskami słonecznymi i innymi niebezpiecznymi zjawiskami kosmicznymi.

Geolodzy od dawna interesowali się, w jaki sposób zachodzi ten ruch i jakie procesy wewnątrz jądra prowadzą do okresowych zmian biegunów magnetycznych Ziemi, a także do osłabienia i wzmocnienia pola magnetycznego. Aby odpowiedzieć na to pytanie, niezwykle ważne jest poznanie dokładnego składu płynnego i stałego rdzenia, ponieważ obecność drobnych zanieczyszczeń innych pierwiastków może znacząco zmienić charakter ruchu przepływów w rdzeniu.

Mukherjee i jego koledzy odkryli, że znaczna część tych zanieczyszczeń to węgiel, który prawdopodobnie dostał się do niższych warstw wnętrza planety w pierwszych chwilach życia Układu Słonecznego. Naukowcy doszli do tego wniosku, tworząc komputerowy model jądra i płaszcza Ziemi, zdolny do odtworzenia wyglądu najgłębszych źródeł fal sejsmicznych.

Pierwsze obserwacje takich fluktuacji, które przeprowadzono na początku lat 90., wskazywały, że płynne jądro Ziemi składa się w około 3% z różnych zanieczyszczeń. Ich skład pozostawał dla naukowców tajemnicą, ponieważ żaden potencjalny kandydat do tej roli, w tym tlen, siarka, krzem i węgiel, nie mógłby wyjaśnić wszystkich osobliwości w zachowaniu głębokich źródeł fal sejsmicznych.

Po raz pierwszy amerykańscy geolodzy byli w stanie rozwiązać te sprzeczności. Stało się to możliwe dzięki temu, że szczegółowo obliczono, jak zachowuje się węgiel topi się w żelazie w szerokim zakresie ciśnień i temperatur. Podobne dane uzyskali Mukherjee i jego koledzy dla azotu, krzemu, tlenu, siarki i wodoru.

Na podstawie tych obliczeń badacze stworzyli zestaw komputerowych modeli wnętrza Ziemi, które szczegółowo opisywały charakter cyrkulacji materii wewnątrz płynnego jądra. Z ich pomocą geolodzy obliczyli, jak głębokie fale sejsmiczne będą z nimi oddziaływać, i porównali wyniki tych obliczeń z rzeczywistymi obserwacjami.

Okazało się, że wszystkie ich cechy zostały odtworzone przez te modele płynnej części jądra Ziemi, które zawierały bardzo duże rezerwy węgla, około 0,3-2% jej całkowitej masy, a także znaczne ilości tlenu. Oznacza to, że prawie 95% masy ziemskiego węgla koncentruje się w centrum planety, co czyni ją największym zbiornikiem tego pierwiastka na naszej planecie.

Jak się tam dostały tak duże ilości węgla, geolodzy nie potrafią jeszcze powiedzieć. Zakładają, że węgiel znajdował się w centrum Ziemi od pierwszych faz jej powstawania. Jeśli to prawda, naukowcy będą musieli ponownie przemyśleć obecne poglądy na temat zachowania węgla podczas formowania się planety, podsumowali Mukherjee i jego koledzy.

Zalecana: