Kristali magnesiowustite izgubijo sposobnost infrardečega prenosa, ko se stisnejo. Kliknite za povečavo
Raziskovalci iz geofizičnega laboratorija ustanove Carnegie so odkrili, da nekateri minerali prenehajo izvajati infrardečo svetlobo, ko se nahajajo v bližini zemeljskega jedra. Čeprav oddajajo infrardečo svetlobo popolnoma dobro na površini, jo dejansko absorbirajo, ko jo stisnejo močni pritiski v bližini zemeljskega jedra. To odkritje bo znanstvenikom pomagalo boljše razumevanje pretoka toplote v Zemljini notranjosti, prav tako pa bo pomagalo razviti nove modele planetarne tvorbe in evolucije.
Minerali, zdrobljeni z intenzivnim pritiskom v bližini zemeljskega jedra, izgubijo veliko zmožnosti prenašanja infrardeče svetlobe, kaže nova študija Geofizičnega laboratorija ustanove Carnegie. Ker infrardeča svetloba prispeva k pretoku toplote, rezultat izziva nekatere dolgotrajne predstave o prenosu toplote v spodnjem plašču, sloju staljene kamnine, ki obdaja Zemljino trdno jedro. Delo bi lahko pomagalo pri preučevanju plaščov velikih stebrov vroče maglice, ki naj bi prinesla značilnosti, kot so Havajski otoki in Islandija.
Kristali magnesiowustita, običajnega minerala globoke Zemlje, lahko oddajajo infrardečo svetlobo pri normalnih atmosferskih tlakih. Ko pa se kristali stisnejo na več kot pol milijonakrat večji tlak na morski ravni, namesto tega absorbirajo infrardečo svetlobo, kar ovira pretok toplote. Raziskava se bo pojavila v številki revije Science 26. maja 2006.
Člana osebja iz Carnegieja Aleksander Goncharov in Viktor Struzhkin s podoktorskim kolegom Stevenom Jacobsenom sta stisnila kristale magnesiowustite z uporabo diamantne nakovniške celice - komore, ki jo vežeta dva super trdna diamanta, ki sta sposobna ustvariti neverjeten pritisk. Nato so skozi kristale sijali intenzivno svetlobo in merili valovne dolžine svetlobe, ki so jo prebile skozi. Na svoje presenečenje so stisnjeni kristali absorbirali večino svetlobe v infrardečem območju, kar kaže na to, da je magnesiowustit slab prevodnik toplote pri visokih tlakih.
"Pretok toplote v globoki notranjosti Zemlje ima pomembno vlogo pri dinamiki, strukturi in evoluciji planeta," je dejal Goncharov. Obstajajo trije primarni mehanizmi, s pomočjo katerih toplota verjetno kroži v globoki Zemlji: prevodnost, prenos toplote iz enega materiala ali območja v drugega; sevanje, pretok energije preko infrardeče svetlobe; in konvekcija, gibanje vročega materiala. "O relativni količini pretoka toplote iz teh treh mehanizmov je trenutno v intenzivni razpravi," je dodal Goncharov.
Magnesiowustite je drugi najpogostejši mineral v spodnjem plašču. Ker ne oddaja toplote dobro pri visokih tlakih, lahko mineral dejansko tvori izolacijske obliže okoli večine zemeljskega jedra. V tem primeru sevanje morda ne bo prispevalo k celotnemu pretoku toplote na teh območjih, prevodnost in konvekcija pa imata lahko večjo vlogo pri odvajanju toplote iz jedra.
"Še prezgodaj je natančno povedati, kako bo to odkritje vplivalo na geofiziko globoke Zemlje," je dejal Goncharov. "Toda toliko, kar domnevamo o globoki Zemlji, temelji na naših modelih prenosa toplote, in ta študija veliko tega postavlja pod vprašaj."
Izvirni vir: Carnegie Institution
