W Chinach wykryto oznaki wymiany materii między jądrem a płaszczem Ziemi — ScienceAlert

Geonaukowcy z Uniwersytetu Nauki i Technologii Chin w Hefei doszli do wniosku, że jądro Ziemi mogło w trakcie jej ewolucji przekazywać materię do płaszcza. Informuje o tym ScienceAlert, powołując się na badanie opublikowane w czasopiśmie Science Advances.

Izotopy wodoru jako klucz do procesu

Badacze wykorzystali symulacje metodą całek po trajektoriach, wzmocnione uczeniem maszynowym, aby zbadać kwantowe zachowanie atomów i cząsteczek. Szczególną uwagę poświęcili transportowi wodoru we wnętrzu planety, ponieważ mała masa tego pierwiastka sprawia, że jego skład izotopowy jest wrażliwy na efekty kwantowe.

Zespół przeanalizował stosunek deuteru do wodoru — wskaźnik udziału cięższego izotopu wodoru. Model krystalizacji pierwotnego oceanu magmy wykazał, że rozdział izotopów między minerałami a stopem powinien być słaby. Zatem dawny płaszcz powinien był uzyskać względnie jednolity skład izotopowy wodoru, mimo różnic w ciśnieniu, temperaturze i założeniach modelu.

Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.

Ślady z głębin Ziemi

Bazalty wysp oceanicznych, w tym lawy z Wyspy Baffina w kanadyjskim Nunavut oraz z Islandii, powstają z wznoszących się strumieni materii w pobliżu granicy jądra i płaszcza. Zdaniem autorów pracy skały te mogą zawierać ślady napływu lżejszego wodoru, nagromadzonego w jądrze jeszcze z materiału mgławicy słonecznej. Taki wodór może wzbogacać płaszcz i obniżać w nim stosunek deuteru do wodoru.

Za dodatkowe dowody tego procesu naukowcy uznają stosunki izotopów helu i wolframu w takich bazaltach. Podwyższony stosunek pierwotnego helu-3 do helu-4, a także sygnał izotopowy wolframu, zgodnie z ich interpretacją, są spójne z przenoszeniem materii z głębokich warstw. Autorzy zaznaczyli, że współczesne sygnatury izotopowe wodoru w dolnym płaszczu raczej odzwierciedlają długotrwałą wymianę między jądrem a płaszczem, niż są niezmienionymi pozostałościami wczesnego formowania się Ziemi.