Wnętrze Ziemi ochładza się szybciej niż myśleliśmy, a wszystko się psuje

Ziemia powstała około 4,5 miliarda lat temu. Od tego czasu powietrze w środku powoli się ochładza.

Podczas gdy temperatury na powierzchni i w atmosferze zmieniają się w ciągu eonów (tak, temperatura zewnętrzna obecnie rośnie), stopione wnętrze – bijące serce naszej planety – przez cały czas stygło.

To nie jest prosta metafora. Obracające się dynamo i konwekcja głęboko w Ziemi generuje ogromne pole magnetyczne, niewidzialną strukturę, która według naukowców chroni nasz świat i umożliwia rozkwit życia. Dodatkowo płaszcz konwekcyjny, aktywność tektoniczna Uważa się, że aktywność wulkaniczna pomaga podtrzymać życie, stabilizując globalne temperatury i obieg węgla.

Ponieważ wnętrze Ziemi jest nadal zimne i będzie tak dalej, oznacza to, że ostatecznie wnętrze ulegnie zestaleniu, aktywność geologiczna zatrzyma się i prawdopodobnie zmieni Ziemię w jałową skałę, podobną do Mars lub Rtęć. Nowe badania wykazały, że może to nastąpić wcześniej niż wcześniej sądzono.

Przełącznik może być metalowy na granicy między metalem uziemienia Zewnętrzny rdzeń to żelazo i nikiel i stopiona ciecz dolny płaszcz ponad tym. Ten minerał graniczny nazywa się brydgmanitem, a to, jak szybko przewodzi ciepło, wpływa na to, jak szybko ciepło ucieka przez rdzeń do płaszcza.

Wyznaczenie tej szybkości nie jest tak proste, jak badanie przewodnictwa mostka w warunkach atmosferycznych otoczenia. Przewodność cieplna może się różnić w zależności od ciśnienia i temperatury, a także znacznie różni się w głębi naszej planety.

Aby przezwyciężyć tę trudność, zespół naukowców kierowany przez planetologa Motohiko Murakamiego z ETH Zurich w Szwajcarii napromieniował pojedynczy kryształ brydgmanitu laserami impulsowymi, jednocześnie zwiększając jego temperaturę do 2440 K i ciśnienie do 80 gigapaskali, co jest zbliżone do tego, co znamy. . Warunki w dolnym płaszczu – do 2630 K i ciśnienie 127 GPa.

„Ten system pomiarowy pozwala nam wykazać, że przewodnictwo cieplne bridgemanitu jest około 1,5 raza wyższe niż zakładano” Murakami powiedział.

To z kolei oznacza, że ​​przepływ ciepła z jądra do płaszcza jest wyższy niż myśleliśmy – a tym samym tempo chłodzenia wnętrza Ziemi jest szybsze niż nam się wydawało.

Proces można przyspieszyć. Kiedy się ochłodzi, bridgemanit zamienia się w inny minerał o nazwie Opublikuj perowskit, który bardziej przewodzi ciepło, a tym samym zwiększa szybkość utraty ciepła z rdzenia do płaszcza.

„Nasze wyniki mogą dać nam nowe spojrzenie na ewolucję dynamiki Ziemi” Murakami powiedział. „Sugerują, że Ziemia, podobnie jak inne skaliste planety Merkury i Mars, ochładza się i staje się nieaktywna znacznie szybciej niż oczekiwano”.

Nie wiadomo dokładnie, jak szybko. Chłodzenie całej planety nie jest czymś, co bardzo dobrze rozumiemy. Mars ochładza się nieco szybciej, ponieważ jest znacznie mniejszy niż Ziemia, ale inne czynniki mogą odgrywać rolę w szybkości ochładzania się planet wewnętrznych.

Na przykład rozpad pierwiastków radioaktywnych może generować wystarczającą ilość ciepła, aby utrzymać aktywność wulkaniczną. Pierwiastki te są jednym z głównych źródeł ciepła w płaszczu Ziemi, ale ich wkład Niezrozumiane.

„Wciąż nie wiemy wystarczająco dużo o tego typu wydarzeniach, aby określić ich czas” Murakami powiedział.

Jednak prawdopodobnie nie będzie to szybki proces na ludzką skalę. W rzeczywistości jest możliwe, że Ziemia to zrobi Stał się niezdatny do zamieszkania przez inne mechanizmy na długo przed tym. więc my Prawdopodobnie Masz trochę więcej czasu na pracę nad problemem, aby go rozwiązać.

Badania zespołu zostały opublikowane w: Listy do nauki o Ziemi i planetarnej.