גרעין החריכה של כדור הארץ אינו מתבודד - הוא נתפס מתערבב בשכבות אחרות, בעולם התחתון. זה על פי מחקר חדש שמצא כי החלק הפנימי ביותר של כדור הארץ דולף חלק מתוכנו לשרוולי המעטפת, שחלקם מגיעים בסופו של דבר אל פני כדור הארץ.
תגלית זו עוזרת ליישב ויכוח שמתנהל במשך עשרות שנים: האם הגרעין והמעטפת מחליפים חומר כלשהו, אמרו החוקרים.
החוקרים כתבו באתר The Conversation, אתר בו מדענים כותבים על המחקר שלהם על מחקרם כי "ממצאינו מראים כי חומר ליבה כלשהו אכן מועבר לבסיס של פלומות המעטפת הללו, והגרעין מדליף חומר זה מזה 2.5 מיליארד שנה. ציבורי.
הממצא התאפשר על ידי טונגסטן המתכת (W), אלמנט 74 בשולחן המחזור. אם טונגסטן היה יוצר פרופיל היכרויות, הוא היה מציין שזה סיידופיל, או "חובב ברזל". אז אין זה מפתיע שהרבה טונגסטן מסתובבים בליבה של כדור הארץ, העשויה בעיקר מברזל וניקל.
בפרופיל שלו, טונגסטן גם תפרט שיש לו כמה איזוטופים (אלמנט עם מספר שונה של נויטרונים בגרעין שלו), כולל W-182 (עם 108 נויטרונים) ו- W-184 (עם 110 נויטרונים). במהלך המחקר, הבינו החוקרים כי האיזוטופים הללו יכולים לעזור להם לפתור את השאלה שדלף הליבה.
אלמנט נוסף, הפניום (Hf), הוא ליטופיל, כלומר הוא אוהב סלעים וניתן למצוא אותו במעטפת העשירה בסיליקט. עם מחצית החיים של 8.9 מיליון שנה, האיזוטופ הרדיואקטיבי של הפניום Hf-182 מתפרק ל W-182. משמעות הדבר היא שהמעטפת צריכה להיות בעלת W-182 יותר ממה שעושה הליבה, טענו המדענים.
החוקרים כתבו במחקר, כי "ניתן לחשוף חילופי כימיקלים בין הליבה למקור של פלומת המעטפת ביחס 182 וואט / 184 וואט של בסיסי האי באוקיאנוס."
אבל ההבדל הזה בטונגסטן יהיה קטן להפליא: הרכב הטונגסטן -182 במעטפת ובליבה צפויים להשתנות בכ -200 חלקים למיליון בלבד (ppm). החוקרים כתבו ב- The Conversation, "פחות מחמש מעבדות בעולם יכולות לבצע ניתוח מסוג זה.
יתר על כן, לא קל ללמוד את הליבה, מכיוון שהוא מתחיל בעומק של בערך 1,800 מייל (2,900 ק"מ) מתחת לאדמה. כדי להכניס את זה לפרספקטיבה, החור העמוק ביותר שבני אדם חפרו אי פעם הוא Kola Superdeep Borehole ברוסיה, שיש לו עומק של כ -12.3 ק"מ (12.3 ק"מ).
אז החוקרים בדקו את הדבר הטוב הבא: סלעים שנזרמו לפני השטח של כדור הארץ מהמעטפת העמוקה במכתש הפילברה במערב אוסטרליה, והאי נקודה חמה של האי רוניון וארכיפלג Kerguelen באוקיאנוס ההודי.
זוהה דליפה
כמות הטונגסטן בסלעים אלה חשפה דליפה מהליבה. במהלך חיי כדור הארץ היה שינוי גדול ביחס W-182-W-184 במעטפת כדור הארץ, כך מצאו החוקרים. באופן מוזר, לסלעים העתיקים ביותר של כדור הארץ יש יחס גבוה יותר W-182-W-184 מאשר לרוב הסלעים המודרניים, גילו.
"השינוי ביחס 182W / 184W של המעטפת מצביע על כך שטונגסטן מהליבה דולף למעטפת במשך זמן רב", כתבו החוקרים ב- The Conversation.
כדור הארץ בן כ -4.5 מיליארד שנה. עם זאת, בסלעי המעטפת העתיקים ביותר של כדור הארץ לא היו שינויים משמעותיים באיזוטופים של טונגסטן. הדבר מצביע על כך שלפני 4.3 מיליארד עד 2.7 מיליארד שנה, לא היה חילופי חומרים מועטים או לא מעטים מהליבה למעטפת העליונה, אמרו החוקרים.
אולם ב -2.5 מיליארד השנים האחרונות, הרכב האיזוטופים של טונגסטן במעטפת השתנה מהותית. למה זה קרה? אם פלומות המעטפת עולות מגבול המעטפת הליבה, אולי, כמו מסור, חומר משטח כדור הארץ יורד אל תוך המעטפת העמוקה, אמרו החוקרים. החוקרים אמרו בחומר פני השטח הזה חמצן, אלמנט שיכול להשפיע על טונגסטן.
החוקרים כתבו ב"שיחה "החוקרים כתבו החוקרים ב"שיחה", "ההנעה, המונח המשמש לסלעים משטח כדור הארץ היורד לתוך המעטפת, לוקח חומר עשיר בחמצן מהשטח אל תוך המעטפת העמוקה. "ניסויים מראים כי עלייה בריכוז החמצן בגבול מעטפת הליבה עלולה לגרום לטונגסטן להיפרד מהליבה אל תוך המעטפת."
או שאולי ככל שהתמצקה הגרעין הפנימי לאחר היווצרות כדור הארץ, ריכוז החמצן בגרעין החיצוני עלה, כך אמרו החוקרים. "במקרה זה, התוצאות החדשות שלנו יכלו לספר לנו משהו על התפתחות הליבה, כולל מקור השדה המגנטי של כדור הארץ", הם כתבו ב"שיחה ".
