Επιστημονική μελέτη υποδεικνύει ότι ο πυρήνας και ο μανδύας ανταλλάσσουν υλικά εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια, αμφισβητώντας τις έως σήμερα αντιλήψεις για την εξέλιξη του εσωτερικού της Γης (ndtv.com)
Όταν σχηματίστηκε για πρώτη φορά η Γη, πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ήταν ένας εξαιρετικά θερμός πλανήτης, αποτελούμενος σε μεγάλο βαθμό από λιωμένα υλικά.
Καθώς ψυχόταν, τα βαρύτερα υλικά βυθίστηκαν και σχημάτισαν τον πυρήνα, ενώ τα ελαφρύτερα υλικά σχημάτισαν τον μανδύα και τον φλοιό.
Οι επιστήμονες εντόπισαν νέα στοιχεία που υποδηλώνουν ότι ο πυρήνας της Γης ενδέχεται να εξακολουθεί να απελευθερώνει υδρογόνο, ήλιο και βολφράμιο προς τα ανώτερα στρώματα, αμφισβητώντας την από καιρό εδραιωμένη αντίληψη ότι τα βαθύτερα τμήματα του πλανήτη έχουν παραμείνει σε μεγάλο βαθμό απομονωμένα από τον σχηματισμό του.
Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Science Advances από ερευνητές του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας υποδηλώνει ότι ο πυρήνας και ο μανδύας της Γης ανταλλάσσουν υλικά καθ’ όλη τη διάρκεια της ιστορίας του πλανήτη, η οποία εκτείνεται σε 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια.
Όταν σχηματίστηκε για πρώτη φορά η Γη, πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ήταν ένας εξαιρετικά θερμός πλανήτης, αποτελούμενος σε μεγάλο βαθμό από λιωμένα υλικά.
Καθώς ψυχόταν, τα βαρύτερα υλικά βυθίστηκαν και σχημάτισαν τον πυρήνα, ενώ τα ελαφρύτερα υλικά σχημάτισαν τον μανδύα και τον φλοιό. Ορισμένα στοιχεία από τα πρώτα στάδια σχηματισμού της Γης παγιδεύτηκαν βαθιά στο εσωτερικό του πλανήτη.
Η πιο πρόσφατη έρευνα υποδηλώνει ότι ίχνη αυτών των αρχαίων υλικών ενδέχεται να εξακολουθούν να κινούνται προς την επιφάνεια
Για να διερευνήσουν τη διαδικασία, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις υπολογιστών, ενισχυμένες με μηχανική μάθηση, προκειμένου να μελετήσουν τη συμπεριφορά του υδρογόνου υπό τις ακραίες συνθήκες που επικρατούν στο εσωτερικό της Γης.
Εξέτασαν ισότοπα υδρογόνου, ιδιαίτερα την αναλογία του κοινού υδρογόνου προς το δευτέριο, μια βαρύτερη μορφή υδρογόνου, ώστε να κατανοήσουν πώς το στοιχείο μετακινείται μεταξύ του πυρήνα και του μανδύα.
«Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η κρυστάλλωση του ωκεανού μάγματος οδηγεί στη δημιουργία ενός πρωτογενούς μανδύα με ουσιαστικά ομοιογενή ισοτοπική σύσταση υδρογόνου, παρά τις μεγάλες διακυμάνσεις στην πίεση, τη θερμοκρασία και τις παραδοχές των μοντέλων», διαπίστωσαν οι ερευνητές.
Τα ευρήματά τους υποδηλώνουν ότι τα ισοτοπικά πρότυπα που εντοπίζονται στο βαθύ εσωτερικό της Γης δεν μπορούν να εξηγηθούν απλώς ως κατάλοιπα του αρχικού σχηματισμού του πλανήτη.
Αντίθετα, αυτά τα πρότυπα ενδέχεται να έχουν μεταβληθεί λόγω της συνεχούς ανταλλαγής υλικών μεταξύ του πυρήνα και του μανδύα.
Τα ηφαιστειακά πετρώματα παρέχουν σημαντικές ενδείξεις
Οι βασάλτες των ωκεάνιων νησιών, οι οποίοι σχηματίζονται όταν θερμό υλικό ανέρχεται από βαθιά στο εσωτερικό της Γης, περιέχουν ασυνήθιστες χημικές και ισοτοπικές υπογραφές. Τέτοια πετρώματα απαντώνται σε περιοχές όπως η Ισλανδία και το νησί Baffin στον Καναδά.
Ορισμένα από αυτά τα ηφαιστειακά πετρώματα παρουσιάζουν ασυνήθιστα χαμηλές αναλογίες δευτερίου προς υδρογόνο, γεγονός που υποδηλώνει την πιθανή παρουσία υδρογόνου που προέρχεται από την πρώιμη ιστορία της Γης.
Οι ερευνητές προτείνουν ότι η διαφυγή υδρογόνου από τον πυρήνα θα μπορούσε να συμβάλει στην εξήγηση αυτών των προτύπων.
Το ήλιο παρέχει μια ακόμη ένδειξη. Το ήλιο-3 είναι ένα αρχέγονο ισότοπο που συνδέεται με το υλικό από το οποίο σχηματίστηκε το ηλιακό σύστημα, ενώ το ήλιο-4 παράγεται συνεχώς μέσω ραδιενεργού διάσπασης. Ασυνήθιστες αναλογίες αυτών των ισοτόπων σε ηφαιστειακά πετρώματα ενδέχεται να υποδηλώνουν ότι αρχαίο ήλιο φτάνει επίσης στον μανδύα από βαθιά στο εσωτερικό της Γης.
Το βολφράμιο παρέχει πρόσθετες ενδείξεις για πιθανή ανταλλαγή υλικών. Κατά τα πρώτα στάδια σχηματισμού της Γης, μεγάλο μέρος αυτού του βαρέος μετάλλου συγκεντρώθηκε στον πυρήνα.
Ορισμένες ισοτοπικές υπογραφές βολφραμίου που εντοπίζονται σε ηφαιστειακά πετρώματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να ανιχνεύσουν τη μετακίνηση υλικού από τον πυρήνα προς την επιφάνεια.
Συνολικά, αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι το εσωτερικό της Γης είναι πιο δυναμικό από ό,τι θεωρούνταν μέχρι σήμερα.
Αντί να παραμένουν διαχωρισμένοι, ο πυρήνας και ο μανδύας ενδέχεται να συνέχισαν να ανταλλάσσουν χημικά στοιχεία επί δισεκατομμύρια χρόνια.
Οι ερευνητές ανέφεραν ότι τα ευρήματα αμφισβητούν την αντίληψη ότι οι χημικές υπογραφές που διατηρούνται βαθιά στον μανδύα αποτελούν απλώς κατάλοιπα των πρώτων σταδίων της Γης.
Αντίθετα, ενδέχεται να αντανακλούν μια συνεχιζόμενη διαδικασία που έχει διαμορφώσει τον πλανήτη καθ’ όλη τη διάρκεια της εξέλιξής του. Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να προσδιοριστεί πόσο υλικό διαφεύγει από τον πυρήνα και πώς αυτή η διαδικασία επηρεάζει τη μακροπρόθεσμη εξέλιξη της Γης.
www.worldenergynews.gr
