Duboko ispod naših nogu, Zemljina unutarnja jezgra nije jednostavna željezna sfera, kako se dosad pretpostavljalo. Nedavni laboratorijski eksperimenti sugeriraju da bi umjesto toga mogla biti kemijski slojevita, otkrivajući skrivenu složenost koja već desetljećima zbunjuje znanstvenike.
Tim znanstvenika s njemačkog Sveučilišta u Münsteru rekreirao je ekstremne uvjete unutarnje Zemljine jezgre komprimiranjem željeza pomiješanog s malim količinama silicija i ugljika u ćeliji dijamantnog nakovnja, a uzorci su zagrijani na preko 827 stupnjeva Celzija. Uzorke su stavili pod tlak od 128 gigapaskala, približavajući se ekstremnom okruženju stvarne jezgre. Snažne rendgenske zrake zatim su otkrile kako su se kristali poravnali pod stresom, utječući na širenje seizmičkih valova.
Rezultati eksperimenta poklapaju se sa seizmičkim mjerenjima
Seizmički podaci pokazuju da valovi potresa putuju različitim brzinama ovisno o smjeru, fenomen koji se naziva anizotropija. Vanjski dio unutarnje jezgre pokazuje slabu anizotropiju, dok središnje područje pokazuje puno jače vrijednosti. Smjesa silicija i ugljika pokazala je nisku anizotropiju, što je otprilike u skladu s onim što seizmolozi zaključuju za vanjski dio Zemljine unutarnje jezgre. Čisto željezo, nasuprot tome, pokazalo je visoku anizotropiju koja se podudara s opažanjima iz središta jezgre, navodi se u studiji objavljenoj u časopisu Nature Communications.
Unutarnja jezgra formirala se postupno kako se Zemlja hladila, a željezo kristaliziralo od središta prema van. Lakši elementi poput silicija i ugljika preferencijalno su se akumulirali u vanjskim slojevima zbog razlika u tlaku i temperaturi, ostavljajući središnju jezgru bogatijom željezom. Taj proces nalikuje kristalizaciji kamenog slatkiša u slojevima, ali na planetarnoj razini i vremenski tijekom milijardi godina.
Navedeni eksperimenti su pokazali da dodavanje ugljika jača leguru i utječe na njezino poravnanje pod naprezanjem, što objašnjava razlike u brzinama seizmičkih valova između unutarnje i vanjske jezgre. Vanjski slojevi obogaćeni silicijem i ugljikom pokazuju oko 2 posto anizotropije, dok središnje područje bogato željezom pokazuje 4-6 posto, što je u skladu sa seizmičkim opažanjima.
Razumijevanje, a ne znatiželja
Razumijevanje stratifikacije Zemljine unutarnje jezgre važnije je od puke znatiželje. Čvrsta jezgra međusobno djeluje s tekućom vanjskom jezgrom kako bi pokretala Zemljino magnetsko polje, koje štiti život na planetu od sunčevog zračenja. Slojevitost može utjecati na protok topline i magnetsku stabilnost, nudeći uvid u procese duboko u Zemlji tijekom geološkog vremena.
Ta slojevita struktura također čuva zapis o Zemljinoj toplinskoj i kemijskoj evoluciji. Kombiniranjem laboratorijskih eksperimenata, seizmičkih mjerenja i simulacija, znanstvenici mogu rekonstruirati uvjete koji su se odvijali kroz milijarde godina, otkrivajući tajne skrivene u nepristupačnom srcu našeg planeta.
Izvor: StudyFinds
