Žemės vidus vėsta gerokai greičiau nei manyta

Žemė susiformavo prieš maždaug 4,5 milijardus metų. Nuo pat tada, ji viduje iš lėto vėso.

Nors paviršiaus ir atmosferos temperatūros svyruoja, o išorinės temperatūros paskutiniu metu šyla, išsilydęs Žemės vidus – plakanti mūsų planetos širdis, visą šį laiką vėso.

Kodėl?

Kas nutiks Žemei, kai jos vidus visiškai atšals?

Giliai Žemės viduje besisukanti, konvekcinė dinama, yra tai, kas sukuria didžiulį magnetinį lauką – nematomą struktūrą, kuri, mokslininkų nuomone, saugo mūsų pasaulį ir leidžia čia klestėti gyvybei, rašo sciencealert.com.

Be to, manoma, kad mantijos konvekcija, tektoninis aktyvumas ir vulkanizmas padeda palaikyti gyvybę stabilizuojant globalias temperatūras ir anglies ciklą.

Kadangi Žemės vidus vis dar vėsta ir toliau tai darys, tai reiškia, kad galiausiai vidus sukietės ir geologinis aktyvumas liausis, kas galimai Žemę pavers plyna uoliena, panašia į Marsą ar Merkurijų. Naujas tyrimas atskleidė, kad tai gali nutikti greičiau, nei buvo manyta anksčiau.

Atsakymas — minerale

To raktas gali slypėti minerale, esančiame riboje tarp Žemės išorinės geležies-nikelio šerdies ir išsilydžiusio žemutinės mantijos skysčio virš jos.

Šis ribinis mineralas yra vadinamas bridgmanitu, o tai, kaip greitai jis praleidžia šilumą, turės įtakos tam, kaip greitai šiluma prasiskverbia per šerdį ir išeina į mantiją.

Nustatyti šį tempą nėra taip paprasta, kaip išbandyti bridgmanito laidumą aplinkos atmosferos sąlygomis.

Terminis laidumas gali svyruoti priklausomai nuo slėgio ir temperatūros, kurie giliai mūsų planetos viduje smarkiai skiriasi.

Kad įveiktų šį iššūkį, mokslininkų komanda, kuriai vadovavo planetos mokslininkas Motohiko Murakami iš Šveicarijos federalinio technologijos instituto Ciuriche, impulsiniais lazeriais švitino vieną bridgmanito kristalą, tuo pačiu metu padidindami jo temperatūrą iki 2 440 kelvinų, o slėgį iki 80 gigapaskalių, kas yra artima tam, kas žinoma apie sąlygas apatinėje mantijoje – iki 2630 kelvinų siekianti temperatūra ir 127 gigapaskalių slėgis.

„Ši matavimo sistema leido mums parodyti, kad bridgmanito šiluminis laidumas yra maždaug 1,5 karto didesnis, nei buvo manyta,“ – sakė Murakami.

Tai reiškia, kad karščio tekėjimas iš šerdies į mantiją yra aukštesnis nei manyta ir dėl to, tempas, kuriuo Žemės vidus vėsta, yra greitesnis nei galvota anksčiau.

Ir šis procesas gali greitėti

Vėstant bridgmanitas transformuojasi į kitą mineralą, vadinamą postperovskitu, kuris yra dar laidesnis šilumai ir todėl padidintų šilumos praradimų iš šerdies į mantiją greitį.

„Mūsų rezultatai galėtų suteikti naują Žemės dinamikos evoliucijos perspektyvą,“ – sakė Murakami. „Jie rodo, kad Žemė, kaip ir kitos uolinės planetos, kaip Merkurijus ir Marsas, vėsta ir neaktyvi tampa kur kas greičiau, nei buvo tikėtasi.“

Kiek tiksliai greičiau tai vyksta, nėra žinoma. Visos planetos vėsimas nėra kažkas, ką mes labai gerai suprastume. Marsas vėsta šiek tiek greičiau, nes jis yra gerokai mažesnis už Žemę, tačiau yra ir kiti veiksniai, galintys daryti įtaką tam, kaip greitai vėsta planetos vidus.

Pavyzdžiui, radioaktyvių elementų skilimas gali generuoti šilumą, kurios pakanka ugnikalnio veiklai palaikyti. Tokie elementai yra vienas iš pagrindinių šilumos šaltinių Žemės mantijoje, tačiau jų indėlis nėra gerai suprantamas.

Kada tai nutiks?

„Mes dar nepakankamai žinome apie šio tipo įvykius, kad galėtume tiksliai nustatyti jų laiką,“ – sakė Murakami.

Vis dėlto, tikėtina, kad žmonių skalėje tai nebus greitas procesas, kad ir kaip jis klostytųsi. Tiesą sakant, yra įmanoma, kad dar gerokai prieš tai Žemė negyvenama taps dėl visai kitų mechanizmų. Taigi, galimai turime šiek tiek daugiau laiko dirbant su šia problema, kad ją išsiaiškintume.

Komandos tyrimas buvo paskelbtas žurnale „Earth and Planetary Science Letters“

Gismeteo.lt