Ερευνητές από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα (Αριζ., Ηνωμένες Πολιτείες) και το Πανεπιστήμιο Yonsei (Σεούλ, Νότια Κορέα) παρουσίασαν σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο Γεωεπιστήμη της φύσης Ο ερευνητικά αποτελέσματα που συμβάλλουν στην κατανόηση των εσωτερικών διεργασιών της Γης.
Αυτό αποκαλύφθηκε από έρευνα που διεξήχθη από επιστήμονες από τη Σχολή Εξερεύνησης της Γης και του Διαστήματος στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα εκπληκτικά αποτελέσματα σχετικά με την αλληλεπίδραση μεταξύ του νερού στην επιφάνεια του πλανήτη Γη και του πυρήνα.
Η μελέτη το αποκαλύπτει Το νερό, κατά τη διάρκεια περισσότερων από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, έχει εισέλθει στον πλανήτη μέσω τεκτονικών πλακώνπυροδοτώντας μια χημική αντίδραση που μεταβάλλει το εξωτερικό στρώμα του υγρού μεταλλικού πυρήνα.
Βαθιά αλληλεπίδραση στο όριο πυρήνα-μανδύα
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τους Dan Shim, Taehyun Kim και Joseph O’Rourke, πραγματοποίησαν πειράματα υψηλής πίεσης, αποδεικνύοντας ότι το νερό που υποβάλλεται από τον φλοιό αντιδρά χημικά με πυρηνικά υλικά όταν φτάσει στο όριο μεταξύ του πυρήνα και του μανδύαπερίπου 2896 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης.
Αυτή η αλληλεπίδραση προκαλεί ο σχηματισμός ενός στρώματος πλούσιου σε υδρογόνοχωρίς πυρίτιο, το οποίο αλλοιώνει τη δομή του πυρήνα δημιουργώντας ένα λεπτό και διακριτό στρώμα.
Το τροποποιημένο υγρό στρώμα αναμένεται να είναι το λιγότερο πυκνό και να παρουσιάζει μειωμένες σεισμικές ταχύτητες, σύμφωνα με ανώμαλα χαρακτηριστικά που έχουν χαρτογραφηθεί από τους σεισμολόγους. Αυτά τα αποτελέσματα αμφισβητούν την προηγούμενη άποψη περί περιορισμένης ανταλλαγής υλικού μεταξύ του πυρήνα και του μανδύαυποδηλώνοντας έναν πιο περίπλοκο παγκόσμιο κύκλο του νερού από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.
Η τριλογία μας για την ανταλλαγή ύλης μεταξύ του μανδύα της Γης και του πυρήνα ολοκληρώνεται σήμερα! Η τελευταία μας εργασία στο Nature Geoscience αποκαλύπτει πώς το νερό του μανδύα εξάγει το Si από τον εξωτερικό πυρήνα με τη μορφή πυριτίου και πώς το H από το νερό διαλύεται στον πυρήνα. #Επιστήμη της Γης #NatureGeosciences
— Dan Shim 심상헌 (@DanShim4) 13 Νοεμβρίου 2023
Ο Νταν Σιμ λέει:Για χρόνια πίστευαν ότι η ανταλλαγή υλικών μεταξύ του πυρήνα της Γης και του μανδύα ήταν μικρή. Ωστόσο, πρόσφατη έρευνα αποκάλυψε μια διαφορετική ιστορία».
Παγκόσμιος κύκλος του νερού και γεωχημικές επιπτώσεις
Η έρευνα προωθεί την κατανόηση των εσωτερικών διεργασιών της Γης, υποδεικνύοντας έναν πιο εκτεταμένο παγκόσμιο κύκλο του νερού. Η αλλοιωμένη «μεμβράνη» του πυρήνα όχι μόνο έχει επιπτώσεις στους γεωχημικούς κύκλους που συνδέουν το επιφανειακό νερό με τον βαθύ μεταλλικό πυρήνα, αλλά υποδεικνύει επίσης δυναμική αλληλεπίδραση μεταξύ πυρήνα και μανδύαμε την ουσιαστική ανταλλαγή υλικών.
«Αυτά τα αποτελέσματα, μαζί με την προηγούμενη παρατήρησή μας για το σχηματισμό διαμαντιών από την αντίδραση νερού με άνθρακα σε υγρό σίδηρο σε ακραίες πιέσεις, δείχνουν μια πολύ πιο δυναμική αλληλεπίδραση πυρήνα-μανδύα, που υποδηλώνει έντονη ανταλλαγή υλικών” λέει ο Dan Shim.
Η έρευνα διεξήχθη από διεθνή ομάδα γεωεπιστημόνων που χρησιμοποίησε προηγμένες πειραματικές τεχνικές στην προηγμένη πηγή φωτονίων του Εθνικού Εργαστηρίου Argonne και στο PETRA III της Deutsches Elektronen-Synchrotron της Γερμανίας. Αυτές οι εγκαταστάσεις ήταν καθοριστικές για την αναπαραγωγή των ακραίων συνθηκών του ορίου πυρήνα-μανδύαεπιτρέποντας την άμεση παρατήρηση χημικών και δομικών αλλαγών που προκαλούνται από το νερό.
Από εδώ και πέρα, αυτές οι δοκιμές είναι γνωστό ότι είναι επαναστατικές Όχι μόνο αλλάζουν την κατανόηση των εσωτερικών γεωδυναμικών διεργασιών της Γης, αλλά υπογραμμίζουν επίσης τη σημασία της προηγμένης έρευνας. και διεθνείς συνεργασίες για την αποκάλυψη των βαθιών μυστηρίων του πλανήτη μας.
Ο παγκόσμιος κύκλος του νερούτώρα αναγνωρίζεται ως πιο περίπλοκο από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως, υπόσχεται να προωθήσει την έρευνα μεσοπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα σχετικά με τη διασύνδεση μεταξύ της επιφάνειας της Γης και των βαθύτερων στρωμάτων που διαμορφώνουν τον πλανήτη μας.