Після тривалих досліджень вчені вважають, що вони, можливо, нарешті виявили джерело, що стоїть за загадковим шаром кристалів, що огортає ядро Землі. Схоже, це результат своєрідного явища, відомого як «витік води», коли вода просочується з поверхні нашої планети та взаємодіє з металевим ядром у її центрі.
У цій статті ми розповімо вам усе, що вам потрібно знати про відкриття шару кристалів, який оточує ядро Землі.
Як працює ядро Землі
Перше, що нам потрібно знати, це те, як працює ядро Землі. Ми повинні знати, що існують різні шари від поверхні до внутрішньої частини ядра Землі. Земля складається з різних внутрішніх шарів, які разом утворюють її внутрішню структуру. Ці шари в основному поділяються на три: кора, мантія і ядро.
Земна кора - це зовнішній і найтонший шар. Він складається з гірських порід і мінералів, а його товщина коливається в межах кількох кілометрів океанів і до 70 кілометрів у континентальних районах. Цей шар – це той шар, який ми населяємо, і де розташовані океани, континенти та більшість життя на Землі.
Відразу під корою знаходиться мантія, яка є більш щільним і теплим шаром. Він простягається на глибину приблизно 2,900 кілометрів. Незважаючи на те, що мантія складається здебільшого з твердих порід, її поведінка є пластичною в геологічних масштабах часу, тобто вона тече повільно протягом геологічного часу.
Ядро Землі розташоване в самій внутрішній частині і поділяється на дві області: зовнішнє ядро і внутрішнє ядро. Зовнішнє ядро, що складається в основному із заліза та нікелю, є рідким через високі температури та тиск всередині Землі. Навпаки, внутрішнє ядро тверде, незважаючи на високі температури, завдяки надзвичайному тиску, якому воно піддається.
Дослідження кристалічного шару
У 1990-х роках вчені, що спеціалізуються в галузі геології, зробили інтригуюче відкриття: виявилася тонка оболонка, що оточує зовнішнє ядро Землі. Ця оболонка, яка називається шаром E-prime або шаром E', складається із закрученого простору рідкого металу, що оточує тверде внутрішнє ядро. Відносно тонкий порівняно з іншими регіонами надр Землі, шар E' має товщину понад 100 кілометрів. Розташований приблизно на 2.900 кілометрах під поверхнею планети.
Походження шару E' довгий час було предметом наукових спекуляцій. Переважаюча гіпотеза припускала, що він походить із багатої залізом магми, яка існувала в давнину. Крім того, деякі теорії припускають, що він виник у внутрішньому ядрі або утворився під час зіткнення між Землею та протопланетою, що зрештою призвело до створення Місяця та залишило фрагменти ранньої Землі, вбудовані в його нутрощі. Однак жодна з цих гіпотез не отримала широкого визнання в науковому співтоваристві.
Згідно з нещодавньою публікацією в журналі Nature Geoscience від 13 листопада, дослідники виявили, що Утворення шару E' можна пояснити проникненням води на поверхню Землі через субдукційні тектонічні плити. а потім взаємодіє з металевою поверхнею зовнішнього сердечника.
Якщо це нещодавнє відкриття є точним, це означає, що шар E' утворив значну кількість кристалів кремнезему завдяки вищезгаданому процесу. Згодом ці кристали потрапили в мантію, величезне покладення розплавленої породи, розташоване між зовнішнім ядром і зовнішнім шаром земної кори.
Досліди на кристалічному шарі
За допомогою серії контрольованих лабораторних експериментів дослідники мали на меті відтворити умови інтенсивного тиску, які виникають у зовнішньому ядрі, і спостерігати за взаємодією між водою та металом. Результати цих дослідів показали, що водень, який Знайдений у воді, він витісняє кремнезем у рідкому металі, через що кремнезем відділяється від металу та утворює кристалічні структури. Отже, передбачається, що шар E' зовнішнього ядра міститиме високу концентрацію водню та низьку концентрацію кремнезему, що кидає виклик попереднім уявленням про його склад.
Вважається, що поточна товщина шару E' була досягнута протягом більш ніж мільярда років, що потенційно робить його старшим за внутрішнє ядро, яке затверділо близько мільярда років тому, за словами дослідників.
Це останнє відкриття служить додатковим доказом того, що наше поточне розуміння динамічного зв’язку між зовнішнім ядром і мантією все ще може мати прогалини та неточності.
У вересні 2022 року та ж група дослідників зробила важливе відкриття Просочування води має потенціал для взаємодії з важливими відкладеннями вуглецю, розташованими у зовнішньому ядрі. Ця взаємодія, у свою чергу, призводить до утворення величезних алмазовидобувних об’єктів поблизу межі, що розділяє шари ядра та мантії.
Згідно із заявою співавтора дослідження Дена Шіма, геолога з Університету штату Арізона, протягом багатьох років панувала думка, що перенесення матеріалу між ядром Землі та мантією є мінімальним. Однак ці нещодавні відкриття вказують на значно більш активну взаємодію між ядром і мантією, що означає суттєвий обмін матеріалами.
Як бачите, з наукою все встановлене можна змінити, щойно з’явиться нове відкриття. Усе, що ми вважали одним із способів, може повністю змінитися. Я сподіваюся, що завдяки цій інформації ви зможете дізнатися більше про дослідження шару кристалів, що оточує ядро Землі, його характеристики та відкриття.