درون زمین سریعتر از چیزی که فکر می کردیم سرد می شود و این اوضا | جهان چگونه کار می کند؟
درون زمین سریعتر از چیزی که فکر می کردیم سرد می شود و این اوضاع را به هم می ریزد
زمین حدود چهار و نیم میلیارد سال پیش شکل گرفت. از آن زمان به بعد، به آرامی در داخل سرد می شود.
در حالی که دمای سطح و اتمسفر در طول اعصار در نوسان است، درون مذاب - قلب تپنده سیاره ما - در تمام این مدت در حال خنک شدن بوده است.
این یک استعاره ناقص نیست. دینام دوار و همرفت در اعماق زمین چیزی است که میدان مغناطیسی وسیع آن را تولید می کند، ساختاری نامرئی که دانشمندان معتقدند از جهان ما محافظت می کند و به زندگی اجازه رشد می دهد. علاوه بر این، همرفت گوشته، فعالیت های تکتونیکی و آتشفشانی به حفظ حیات از طریق تثبیت دمای جهانی و چرخه کربن کمک می کند.
فضای داخلی زمین در حال خنک شدن است و به سرد شدن ادامه خواهد داد، این بدان معناست که در نهایت فضای داخلی جامد می شود و فعالیت های زمین شناسی متوقف می شود و احتمالاً زمین را به سنگی بایر، شبیه به مریخ یا عطارد تبدیل می کند. تحقیقات جدید نشان داده است که این ممکن است زودتر از آنچه قبلا تصور می شد اتفاق بیفتد.
راه حل کلیدی می تواند یک ماده معدنی در مرز بین هسته بیرونی آهن نیکل زمین و گوشته پایین سیال مذاب بالای آن باشد. این کانی مرزی بریگمانیت نامیده می شود و سرعت انتقال گرما بر سرعت تراوش گرما از هسته و خارج شدن آن به گوشته تأثیر می گذارد.
تعیین این میزان به سادگی آزمایش رسانایی بریگمانیت در شرایط جوی نیست. رسانایی گرمایی می تواند بر اساس فشار و دما متفاوت باشد که در اعماق سیاره ما بسیار متفاوت است.
برای غلبه بر این مشکل، تیمی از دانشمندان به سرپرستی سیاره‌شناس موتوهیکو موراکامی از ETH زوریخ در سوئیس، یک بلور بریگمانیت را با لیزرهای پالسی تابش کردند و همزمان دمای آن را به ۲۴۴۰ کلوین و فشار را به ۸۰ گیگا پاسکال نزدیک کردند. شرایط در گوشته پایین - تا ۲۶۳۰ کلوین و ۱۲۷ گیگا پاسکال فشار.
موراکامی گفت: با این سیستم اندازه گیری می توانیم نشان دهیم که هدایت حرارتی بریگمانیت حدود 1.5 برابر بیشتر از حد فرض شده است.
این بدان معناست که جریان گرما از هسته به گوشته بیشتر از چیزی است که فکر می‌کردیم - و بنابراین، سرعت سرد شدن فضای داخلی زمین سریعتر از چیزی است که فکر می‌کردیم.
و این روند می تواند تسریع شود. وقتی بریگمانیت سرد می‌شود، به ماده معدنی دیگری به نام پست پروسکایت تبدیل می‌شود که از نظر حرارتی رسانایی بیشتری دارد و بنابراین سرعت اتلاف حرارت از هسته به گوشته را افزایش می‌دهد.
موراکامی گفت: نتایج ما می تواند دیدگاه جدیدی در مورد تحول دینامیک زمین به ما بدهد. آنها نشان می دهند که زمین، مانند سایر سیارات سنگی عطارد و مریخ، بسیار سریعتر از حد انتظار در حال خنک شدن و غیرفعال شدن است.
در مورد اینکه دقیقا چقدر سریعتر، مشخص نیست. خنک شدن کل یک سیاره چیزی نیست که ما به خوبی درک کنیم. مریخ کمی سریعتر سرد می شود زیرا به طور قابل توجهی کوچکتر از زمین است، اما عوامل دیگری نیز وجود دارند که ممکن است در سرعت سرد شدن درون سیاره نقش داشته باشند.
به عنوان مثال، فروپاشی عناصر رادیواکتیو می تواند گرما تولید کند که برای حفظ فعالیت های آتشفشانی کافی است. چنین عناصری یکی از منابع اصلی گرما در گوشته زمین هستند، اما سهم آنها به خوبی درک نشده است.
موراکامی گفت: ما هنوز اطلاعات کافی درباره این نوع رویدادها نداریم تا بتوانیم زمان آنها را مشخص کنیم.
به هر حال، احتمالاً روند سریعی در مقیاس انسانی نخواهد بود. در واقع، این امکان وجود دارد که زمین با مکانیسم های دیگر مدت ها قبل از آن غیرقابل سکونت شود. بنابراین ممکن است کمی زمان داشته باشیم تا بیشتر روی مشکل کار کنیم تا آن را کشف کنیم.
تحقیقات این تیم در Earth and Planetary Science Letters منتشر شده است.
