Znanstvenici su otkrili kako voda s površine Zemlje pronalazi put do dubina planeta, a nova istraživanja objašnjavaju kako mijenja vanjski sloj tekuće metalne jezgre.

Ovo otkriće moglo bi objasniti prisutnost tankog sloja materijala unutar planeta koji je zbunjivao geologe desetljećima.

Zemljina kora sastoji se od tektonskih ploča koje se klize jedna pod drugu; tijekom milijardi godina, ove zone potiskivanja prenose vodu prema donjem plaštu.

Kada ta voda dosegne granicu jezgre i plašta, otprilike 2.900 kilometara ispod površine, pokreće snažnu kemijsku reakciju. Tim iz Južne Koreje, SAD-a i Njemačke pokazao je da to stvara vršni sloj jezgre bogat vodikom i šalje silicij prema donjem plaštu.

Drugačija priča

"Godinama se vjerovalo da je razmjena materijala između jezgre i plašta Zemlje mala", kaže znanstvenik za materijale Dan Shim sa Sveučilišta Arizona State. "No, naša nedavna istraživanja visokog tlaka otkrivaju drugačiju priču. Otkrili smo da kada voda doseže granicu jezgre i plašta, reagira sa silicijem u jezgri, stvarajući silicij."

Mješavina željeza i nikla u vanjskoj jezgri igra važnu ulogu u stvaranju magnetskog polja Zemlje, što u osnovi štiti život na planetu od solarnih vjetrova i zračenja. Stoga je važno razumjeti kako unutrašnjost Zemlje funkcionira i kako se razvijala tijekom vremena.

Granica između jezgre i plašta Zemlje oštro se mijenja od silikata do metala, a malo se zna o kemijskim razmjenama.

Desetljećima su istraživači, snimajući seizmičke valove kroz unutrašnjost Zemlje, dokumentirali tanak sloj debljine nekoliko stotina kilometara, ali do sada nitko nije znao odakle potječe taj predloženi sloj 'E prime', prenosi Science Alert.

"Prijedlažemo da takva kemijska razmjena između jezgre i plašta tijekom gigagodina dubokog prijenosa vode može doprinijeti formiranju navodnog sloja E prime", piše tim.

Duboko u Atlantskom oceanu postoji Izgubljeni grad: Pogledajte kako izgleda izbliza i zašto su znanstvenici opčinjeni

Novi sloj

Seizmolozi su kartirali neke neobične karakteristike koje sugeriraju da će se promijenjeni sloj tekućeg metalnog materijala smanjiti gustoćom i imati sporije brzine seizmičkih valova. Smatra se da ove razlike u gustoći uključuju različite koncentracije lakih elemenata, poput vodika ili silicija.

Ali povećanje koncentracije jednog lakog elementa dok se smanjuje koncentracija drugog predloženo je kao moguće objašnjenje. Međutim, znanstvenici nisu bili svjesni takvog procesa razmjene.

Tim je koristio laserom grijane dijamantske stolice kako bi imitirao uvjete tlaka i temperature na granici jezgre i plašta.

Prikazali su da voda koja je potisnuta u jezgru Zemlje može kemijski reagirati s materijalima tamo, pretvarajući vanjsku jezgru u bogati vodikom film i raspršujući silicijske kristale koji se uzdižu i pridružuju plaštu.

Utjecaj

Sloj materijala bogatog vodikom i siromašnog silicijem koji se formira na vrhu jezgre imao bi manju gustoću i manju brzinu, što odgovara promatranjima seizmičkih valova.

Promijenjeni filmski sloj jezgre može zauzvrat imati značajan utjecaj na duboki vodeni ciklus, a tim tvrdi da njihovi rezultati sugeriraju složeniji globalni vodeni ciklus nego što smo mislili.

"Ovo otkriće, zajedno s našim prethodnim promatranjem kako se dijamanti formiraju iz vode koja reagira s ugljikom u željeznoj tekućini pod ekstremnim tlakom", kaže Shim, "upućuje na znatno dinamičniju interakciju jezgre i plašta, sugerirajući značajnu razmjenu materijala."