Omotač Zemljinog jezgra ima misteriozne strukture sa informacijama o životu

Decenijama naučnike zbunjuju dve ogromne, tajanstvene strukture duboko u Zemlji, sa odlikama toliko velikim i neobičnim da prkose konvencionalnim modelima planetarne evolucije.

Studija geodinamičara Jošinorija Mijazakija sa Univerziteta Rargers i saradnika daje izuzetno novo objašnjenje za ove anomalije i njihovu ulogu u oblikovanju sposobnosti Zemlje da podrži život.

Preporučujemo

Te strukture, poznate kao velike oblasti sa malom brzinom kretanja i zone ultraniske brzine, nalaze se na granici između omotača i jezgra, gotovo 2.900 kilometara ispod površine. Velike oblasti sa malom brzinom kretanja su mase gustih, vrelih stena, velike kao kontinenti. Jedna se nalazi ispod Afrike, a druga ispod Pacifika. Zone ultraniske brzine su tanke, istopljene površine koje se drže za jezgro poput jezeraca od lave. Oba tipa struktura drastično usporavaju seizmičke talase, što ukazuje na neuobičajen sastav.

„Ovo nisu nasumične neobičnosti“, kaže Mijazaki, profesor na Odeljenju za nauke o Zemlji i planetama. „One su tragovi Zemljine najranije istorije. Ako shvatimo zašto one postoje, možemo shvatiti kako se naša planeta formirala i zašto je postala pogodna za život“.

Rešavanje misterije omotača Zemljinog jezgra

Pre više milijardi godina, Zemlja je bila prekrivena globalnim okeanom magme. Naučnici su očekivali da će, dok se hladi, omotač formirati posebne hemijske slojeve, slično kao kad se zamrznuti sok razdvaja u sladak koncentrat i vodeni led. Međutim, seizmičke studije ne pokazuju tako jake slojeve. Umesto toga, velike oblasti sa malom brzinom kretanja i zone ultraniske brzine formiraju neregularne naslage u bazi planete.

„Ta kontradikcija je bila početna tačka. Ako počnemo od okeana magme i uradimo kalkulacije, ne dobijamo ono što danas vidimo u omotaču. Nešto nedostaje“, kaže Mijazaki.

Njegovi saradnici su zaključili da deo koji nedostaje jeste samo jezgro. Njihov model sugeriše da su tokom milijardi godina elementi poput silicijuma i magnezijuma iscurili iz jezgra u omotač, mešajući se s njim i sprečavajući stvaranje jakih hemijskih slojeva.

Ova infuzija može objasniti neobičan sastav velikih oblasti sa malom brzinom kretanja i zona ultraniske brzine, koje se mogu smatrati otvrdlim ostacima onoga što su naučnici nazvali „okean bazalne magme“ kontaminiran materijalom iz jezgra.

Ovo otkriće predstavlja više od hemije duboke Zemlje. Interakcije između jezgra i omotača mogle su uticati na način hlađenja Zemlje, razvijanja vulkanske aktivnosti i čak na način evolucije atmosfere. To bi moglo pomoći da se objasni zašto Zemlja ima okeane i život, dok je Venera vrela staklena bašta, a Mars zamrznuta pustinja.

„Zemlja ima vodu, život i relativno stabilnu atmosferu“, rekao je Mijazaki. „Venerina atmosfera je 100 puta gušća od Zemljine i uglavnom je od ugljen-dioksida, a Mars ima veoma tanku atmosferu. Ne razumemo u potpunosti zašto je tako. Međutim, ono što se dešava unutar planete, tj. kako se hladi, kako njeni slojevi evoluiraju, može biti veliki deo odgovora“.

Putem integracije seizmičkih podataka, fizike minerala i geodinamičkog modeliranja, studija je reinterpretirala velike oblasti sa malom brzinom kretanja i zone ultraniske brzine kao ključne pokazatelje Zemljinih formativnih procesa. Ove strukture čak mogu hraniti vulkanske vruće tačke poput Havaja i Islanda, povezujući duboku Zemlju sa njenom površinom.

Ovaj rad je odličan primer kako kombinovanje planetarne nauke, geodinamike i fizike minerala može pomoći da rešimo neke od najstarijih Zemljinih misterija, kažu autori studije. Ideja da duboki omotač još može nositi hemijsku memoriju ranih interakcija jezgra i omotača otvara nove puteve za razumevanje Zemljine jedinstvene evolucije.

Na bazi te ideje, svaka novi dokaz pomaže da se popune praznine u ranoj istoriji Zemlje, pretvarajući raštrkane informacije u jasniju sliku njene evolucije, kažu istraživači.

„Čak i sa vrlo malo podataka, počinjemo da gradimo priču koja ima smisla. Ova studija nam daje malo više sigurnosti u pogledu načina na koji je Zemlja evoluirala i zašto je toliko posebna“, rekao je Mijazaki.

(Telegraf Nauka/Phys.org)