Zemljino jezgro već milijardama godina ispušta materijale stare koliko i sam Sunčev sistem
Duboko ispod naših nogu, užareno središte Zemlje polako ispušta prastare gasove i elemente zarobljene još tokom haotičnog nastanka naše planete. Saznajte kakve nam tajne donose ovi misteriozni tokovi iz dubina.
Rana Zemlja izgledala je poput omotača nekog teškog metalnog albuma: užarena kugla prekrivena globalnim okeanom lave, koja je bljuvala smrtonosne gasove dok su je udarali užareni svemirski gromade iz nasilno haotičnog perioda našeg Sunčevog sistema.
Tokom narednih 4,5 milijardi godina nemirne kosmičko-geološke istorije, situacija se prilično smirila, što je omogućilo ljudima, lemurima i drugim bićima da se pojave. Vizija ove paklene drevne stvarnosti ostaje skrivena – i nadamo se da je ljudske oči nikada neće ugledati – u našem rastopljenom metalnom jezgru, koje sija otprilike onoliko vruće koliko i površina Sunca.
Međutim, naše jezgro neprekidno šalje hemijske glasnike prema površini kroz svoje slojeve, uključujući sastojke iz perioda svog rođenja koji su bili zaključani oko jedne trećine životnog vijeka svemira. To uključuje i vodonik koji je privučen iz divovskog oblaka gasa i prašine od kojeg je nastalo Sunce, a koji nastavlja da se izlijeva iz jezgra i pretvara u vodu u omotaču i kori – ne u obliku tekućih okeana, već kao voda zarobljena u mineralima.
Potraga za praistorijskim tragovima u dubokom plaštu
Tim geonaučnika sa Univerziteta za nauku i tehnologiju Kine u Hefeju želio je da istraži jedno staro, ali itekako aktuelno pitanje: jesu li hemijske razlike u dubokom plaštu planete ostaci kristalizacije iz magmatske kugle ili dokaz da jezgro i plašt razmjenjuju hemikalije od pamtivijeka?
U studiji objavljenoj u časopisu Science Advances, istraživači su koristili simulacije putnih integrala potpomognute vještačkom inteligencijom kako bi istražili kvantno djelovanje molekula i atoma. Ovo im je omogućilo da analiziraju transport vodonika unutar Zemlje, koji je posebno kvantno specifičan atom zbog svoje male težine.
Istraživači su provjerili omjer deuterijuma i vodonika kako bi vidjeli da li lakši vodonik curi prema gore kroz rastopljene perjanice koje izbijaju na površinu. Model kristalizacije je, međutim, pokazao da je frakcionisanje minerala i topljenja prilično slabo, te bi stoga proizvelo ravnomjernu raspodjelu u drevnom plaštu.
Hemijski koktel iz najdubljih slojeva
Bazalti okeanskih ostrva nude čvrste dokaze o curenju iz Zemljinog jezgra jer nastaju uzdizanjem materijala iz područja blizu granice između jezgra i plašta. Ove lave izviru na mjestima kao što su ostrvo Bafin u Kanadi i Island.
Također, čini se da ovi tokovi donose lagani vodonik sakupljen iz solarne magline koja je stvorila naš Sunčev sistem, predstavljajući pravu geohemijsku vremensku kapsulu iz perioda prije nego što je nastalo sve ono što danas poznajemo. Dok ovaj vodonik isparava prema gore iz jezgra, on obogaćuje plašt i smanjuje omjer deuterijuma i vodonika.
Omjeri izotopa helijuma pružaju dodatnu indiciju: helijum-3 je lakši, primordijalni izotop iz solarne magline, dok teži helijum-4 nastaje radioaktivnim raspadom u gornjim slojevima Zemlje. Shodno tome, viši omjer helijuma-3 i helijum-4 u ovim bazaltima potvrđuje da ovi elementi takođe bježe iz Zemljinog jezgra.
Volfram nudi još jedan ključni dio slagalice, budući da je ovaj teški metal prvobitno bio izolovan u jezgru dok se Zemljina unutrašnjost razdvajala u slojeve. Sada drevni izotop volframa putuje na uzlaznim strujama, služeći kao pouzdan marker materijala koji se iz dubina vraćaju ka površini.
Ovi nalazi upućuju na to da današnji duboki slojevi donjeg plašta nisu samo jednostavni ostaci drevne diferencijacije, već odražavaju dinamične promjene koje su rezultat stalne razmjene materijala između jezgra i plašta tokom cjelokupne evolucije naše planete.
