Земното ядро не е самотник - оказва се, че през последните 2.5 милиарда години флиртува с други земни пластове. Това поне твърди изследване, според което най-вътрешната част на планетата освобождава част от съдържанието си в мантийните струи и в крайна сметка достига земната повърхност.
Откритието трябва да сложи край на дългогодишния дебат: дали ядрото и мантията обменят материали.
То станало възможно благодарение на метала волвфрам с пореден номер 74 в периодичната таблица. Ако трябваше да създадем профил на волфрама в сайт за запознанства, трябваше да отбележим, че той е сидерофил или любител на желязото. Не е изненада, че земното ядро съдържа доста волфрам, съставен предимно от желязо и никел.
В профила си волфрамът би отбелязал още, че има няколко изотопа – елементи с различен брой неутрони в ядрата си – включително W-182 с 108 неутрона и W-184 с 110 неутрона. Изследователите осъзнали, че тези изотопи могат да им помогнат да решат загадката с течащото ядро.
Елементът хафний е литофилен, което означава, че обича скали и може да бъде открит в богатата на силикати мантия. С полуживот от 8.9 милиона години, радиоактивният изотоп на хафния Hf-182 се разпада на W-182. Това означава, че в мантията трябва да има повече W-182 в сравнение с ядрото.
Следователно химичния обмен между ядрото и източника на мантийни струи може да се установи от съотношението 182W/184W в базалтите по океанските острови, образували се в резултат на струите в мантията.
Но разликата във волфрама би била изключително малка: очакванията са съставът на волфрам-182 в мантията и ядрото да се различава с едва 220 части на милион. По-малко от 5 лаборатории в света са способни на извършат подобен анализ.
Още повече, че не е лесно да се изследва ядрото, защото се намира на дълбочина от 2 900 километра. Най-дълбоката дупка прокопавана някога от хората e с дълбочина 12.3 км.
Затова учените се фокусирали върху скали, издигнали се на повърхността от мантията в кратона Пилбара в Западна Австралия и остров Реюнион и архипелага Кергелен в Индийския океан.
Количеството волфрам в скалите разкрило изтичане от ядрото. В хода на живота на Земята е имало големи промени в съотношението W-182/W-184 в земната мантия. Странно, но най-старите земни скали се отличавали с по-голямо съотношение W-182/W-184 в сравнение със съвременните.
Промяната в съотношението W-182/W-184 в мантията подсказва, че волфрамът от ядрото е изтичал в мантията през дълъг период от време.
Земята е на около 4.5 милиарда години. При най-старите мантийни скали на планетата обаче не се наблюдават значителни промени в изотопите на волфрама. Това подсказва, че в периода преди 4.3 до 2.7 милиарда години, не е имало съществена обмяна на материали между ядрото и земната мантия.
Но през последните 2.5 милиарда години, съставът на волфрамовите изотопи се променил съществено. Защо? Ако мантийни струи от границата между мантията и ядрото са се издигнали е възможно материали от земната повърхност да са потънали в мантията. Този материал от повърхността съдържа кислород – елемент, който би могъл да повлияе на волфрама.
Експерименти сочат, че ръст в концентрацията на кислород на границата между ядрото и мантията може да е накарал волфрама да се отдели от ядрото и да премине в мантията.
Или може би с втвърдяване на вътрешното ядро след формирането на Земята, концентрацията на кислород във външното се е увеличила. В този случай новите резултати може да ни дадат повече информация за еволюцията на ядрото, включително произхода на земното магнитно поле.
Източник: livescience.com
