قلب الأرض الحارق ليس وحيدًا - فقد تم اكتشافه يختلط مع طبقات أخرى أقل من العالم السفلي. هذا وفقًا لدراسة جديدة وجدت أن الجزء الأعمق من الكوكب يسرب بعض محتوياته إلى أعمدة الوشاح ، والتي يصل بعضها في النهاية إلى سطح الأرض.
قال الباحثون إن هذا الاكتشاف يساعد على تسوية الجدل المستعر منذ عقود: ما إذا كان جوهر وعباءة تبادل أي مادة.
وكتب الباحثون في "المحادثة" ، وهو موقع على الإنترنت يكتب فيه العلماء عن أبحاثهم في بحثهم لـ عامة.
تم التوصل إلى هذا الاكتشاف بواسطة عنصر التنغستن المعدني (W) ، العنصر 74 في الجدول الدوري. إذا كان التنغستن سيصنع ملفًا شخصيًا للمواعدة ، فسوف يلاحظ أنه من محبي الحديد أو "عاشق الحديد". لذا ، ليس من المستغرب أن الكثير من التنغستن يتدلى في قلب الأرض ، والذي يتكون أساسًا من الحديد والنيكل.
في ملفه الشخصي ، يسرد التنغستن أيضًا أنه يحتوي على عدد قليل من النظائر (عنصر يحتوي على عدد مختلف من النيوترونات في نواته) ، بما في ذلك W-182 (مع 108 نيوترون) و W-184 (مع 110 نيوترون). أثناء وضعهم للدراسة ، أدرك الباحثون أن هذه النظائر يمكن أن تساعدهم في حل مسألة التسريب الأساسي.
عنصر آخر ، hafnium (Hf) ، هو lithophile ، مما يعني أنه يحب الصخور ويمكن العثور عليه في عباءة الأرض الغنية بالسيليكات. مع نصف عمر يبلغ 8.9 مليون سنة ، يتحلل نظير الهافنيوم المشع Hf-182 إلى W-182. هذا يعني أن الوشاح يجب أن يحتوي على W-182 أكثر من النواة ، كما يعتقد العلماء.
وكتب الباحثون في الدراسة: "لذلك ، يمكن الكشف عن التبادل الكيميائي بين اللب ومصدر أعمدة الوشاح في نسبة 182 واط / 184 واط من البازلت في جزر المحيط" ، والتي تأتي من أعمدة في الوشاح.
لكن هذا الاختلاف في التنغستن سيكون صغيرًا بشكل لا يصدق: كان من المتوقع أن تختلف تركيبة التنغستن -182 في الوشاح واللب بحوالي 200 جزء في المليون (جزء في المليون). وكتب الباحثون في "المحادثة": "أقل من خمسة مختبرات في العالم يمكنها إجراء هذا النوع من التحليل".
علاوة على ذلك ، ليس من السهل دراسة القلب ، لأنه يبدأ على عمق حوالي 1800 ميل (2900 كيلومتر) تحت الأرض. لوضع ذلك في المنظور ، فإن أعمق حفرة حفرها الإنسان هي حفرة كولا سوبرديب في روسيا ، والتي يبلغ عمقها حوالي 7.6 ميل (12.3 كم).
لذلك ، درس الباحثون الشيء التالي الأفضل: الصخور التي تتسرب إلى سطح الأرض من الوشاح العميق في Pilbara Craton في غرب أستراليا ، وجزيرة ريونيون وأرخبيل Kerguelen في المحيط الهندي.
تم الكشف عن تسرب
كشفت كمية التنغستن في هذه الصخور عن تسرب من القلب. ووجد الباحثون أنه على مدار عمر الأرض ، كان هناك تغيير كبير في نسبة W-182 إلى W-184 في عباءة الأرض. اكتشفوا أنه من الغريب أن أقدم الصخور في الأرض لديها نسبة W-182 إلى W-184 أعلى من معظم الصخور الحديثة.
وكتب الباحثون في "المحادثة": "يشير التغير في نسبة الوشاح 182 واط / 184 واط إلى أن التنغستن من القلب يتسرب إلى الوشاح لفترة طويلة".
يبلغ عمر الأرض حوالي 4.5 مليار سنة. ومع ذلك ، لم يكن لدى أقدم صخور الوشاح على هذا الكوكب أي تغييرات كبيرة في نظائر التنغستن. وقال الباحثون إن هذا يشير إلى أنه منذ 4.3 مليار إلى 2.7 مليار عام ، كان هناك تبادل قليل أو معدوم للمواد من القلب إلى الوشاح العلوي.
ولكن في 2.5 مليار سنة الماضية ، تغير تكوين نظائر التنغستن في الوشاح بشكل كبير. لماذا حدث هذا؟ وقال الباحثون إنه إذا كانت أعمدة الوشاح ترتفع من حدود الوشاح الأساسي ، فربما ، مثل المنشار ، ستنزل المواد من سطح الأرض إلى الوشاح العميق. وقال الباحثون إن هذه المادة السطحية تحتوي على الأكسجين ، وهو عنصر يمكن أن يؤثر على التنغستن.
وكتب الباحثون في "المحادثة": "الاندساس ، المصطلح المستخدم للصخور من سطح الأرض الذي ينزل إلى الوشاح ، يأخذ مادة غنية بالأكسجين من السطح إلى الوشاح العميق كمكون لا يتجزأ من تكتونية الصفائح". "أظهرت التجارب أن زيادة تركيز الأكسجين في حدود الوشاح الأساسي يمكن أن يؤدي إلى فصل التنغستن عن القلب إلى الوشاح".
وقال الباحثون ، أو ربما مع تجمد النواة الداخلية بعد تشكل الأرض ، زاد تركيز الأكسجين في النواة الخارجية. وكتبوا في "المحادثة": "في هذه الحالة ، يمكن أن تخبرنا نتائجنا الجديدة شيئًا عن تطور القلب ، بما في ذلك أصل المجال المغناطيسي للأرض".
