Вътрешността на Земята се охлажда по-бързо, отколкото предполагахме, и нещата ще бъдат развалени

Земята се е образувала преди около 4,5 милиарда години. Оттогава въздухът вътре бавно се охлажда.

Докато повърхностните и атмосферните температури се колебаят в течение на еони (и да, външните температури в момента се повишават), разтопената вътрешност – биещото сърце на нашата планета – се охлажда през цялото това време.

Това не е проста метафора. Въртящо се динамо и конвекция дълбоко в Земята са това, което генерира огромното й магнитно поле, невидима структура, която учените вярват, че защитава нашия свят и позволява на живота да процъфтява. В допълнение, конвекционната мантия, тектонична активност Смята се, че вулканичната активност помага за поддържането на живота чрез стабилизиране на глобалните температури и въглеродния цикъл.

Тъй като вътрешността на Земята все още е студена и ще продължи да го прави, това означава, че в крайна сметка вътрешността ще се втвърди, геоложката дейност ще спре и вероятно ще превърне Земята в безплодна скала, подобно на Марс или живак. Ново изследване разкри, че това може да се случи по-рано, отколкото се смяташе преди.

Превключвателят може да бъде метален на границата между земния метал Външното ядро ​​е желязо и никел и разтопената течност долна мантия над него. Този граничен минерал се нарича бриджманит и колко бързо той провежда топлина ще повлияе на това колко бързо топлината излиза през ядрото и излиза в мантията.

Определянето на тази скорост не е толкова просто, колкото тестването на проводимостта на бриджманит при околни атмосферни условия. Топлопроводимостта може да варира в зависимост от налягането и температурата и те се различават значително в дълбините на нашата планета.

За да преодолее тази трудност, екип от учени, ръководен от планетарния учен Мотохико Мураками от ETH Zurich в Швейцария, облъчи единичен кристал бриджманит с импулсни лазери, като едновременно увеличи температурата му до 2440 K и налягането до 80 гигапаскала, което е близко до това, което знаем. . Условия в долната мантия – до 2630 К и налягане 127 GPa.

„Тази измервателна система ни позволява да покажем, че топлопроводимостта на бриджманита е около 1,5 пъти по-висока от предполагаемата“, – каза Мураками.

Това от своя страна означава, че топлинният поток от ядрото към мантията е по-висок, отколкото сме мислили – и по този начин скоростта на охлаждане на вътрешността на Земята е по-бърза, отколкото сме мислили.

Процесът може да се ускори. Когато се охлади, бриджманитът се превръща в друг минерал, наречен Пост перовскит, което е по-проводимо на топлина и по този начин ще увеличи скоростта на топлинните загуби от ядрото към мантията.

„Нашите резултати могат да ни дадат нова гледна точка върху еволюцията на динамиката на Земята“, – каза Мураками. „Те предполагат, че Земята, подобно на другите скалисти планети Меркурий и Марс, се охлажда и става неактивна много по-бързо от очакваното.“

Колкото точно колко бързо, това не е известно. Охлаждането на цяла планета не е нещо, което разбираме много добре. Марс се охлажда малко по-бързо, защото е много по-малък от Земята, но други фактори могат да играят роля за това колко бързо се охлаждат вътрешните планети.

Например, разпадането на радиоактивните елементи може да генерира достатъчно топлина за поддържане на вулканична активност. Тези елементи са един от основните източници на топлина в мантията на Земята, но техният принос Не е добре разбран.

„Все още не знаем достатъчно за тези видове събития, за да определим времето им“, – каза Мураками.

Въпреки това, вероятно няма да бъде бърз процес в човешки мащаб, така или иначе. Всъщност е възможно Земята да направи това Той стана необитаем от други механизми много преди това. така че ние Вероятно Имате малко повече време да работите върху проблема, за да го разрешите.

Изследването на екипа е публикувано в Писма за Земята и планетарната наука.