Надра Землі охолоджуються швидше, ніж ми думали. І це недобре

Надра Землі охолоджуються швидше, ніж ми думали. І це недобре

Земля сформувалася приблизно 4,5 мільярда років тому. З того часу її надра повільно остигають.

У той час як температура поверхні і атмосфери Землі коливається протягом тисячоліть, її розплавлена ​​внутрішня частина весь цей час охолоджувалася.

Це не метафора. Конвекційне динамо, що обертається глибоко всередині Землі, створює величезне магнітне поле, невидиму структуру, яка, на думку вчених, захищає наш світ і дозволяє життю процвітати. Крім того, вважається, що мантійна конвекція, тектонічна активність та вулканізм допомагають підтримувати життя за рахунок стабілізації глобальних температур та вуглецевого циклу.

Оскільки внутрішня частина Землі все ще остигає і продовжуватиме охолоджуватися, це означає, що зрештою внутрішня частина затвердіє, і геологічна активність припиниться, що, можливо, перетворить Землю на голу скелю, подібну до Марса або Меркурія. Нове дослідження показало, що таке може статися раніше, ніж вважалося досі.

Ключем до кращого розуміння може бути мінерал, який знаходиться на межі між зовнішнім залізно-нікелевим ядром Землі та розплавленою рідкою нижньою мантією над ним. Цей прикордонний мінерал називається бриджманітом, і від того, наскільки швидко він проводить тепло, залежатиме, як швидко воно просочується через ядро ​​в мантію.

Визначити цю швидкість не так просто, як перевірити провідність бриджманіту в навколишніх атмосферних умовах. Теплопровідність може змінюватись в залежності від тиску та температури, які сильно різняться в глибині нашої планети.

Щоб подолати цю проблему, група вчених під керівництвом планетолога Мотохіко Муракамі з ETH Zurich у Швейцарії опромінила монокристал бриджманіту імпульсними лазерами.

“Ця вимірювальна система дозволила нам показати, що теплопровідність бриджманіту приблизно в 1,5 рази вища, ніж передбачалося”, – сказав Муракамі.

У свою чергу, це означає, що потік тепла від ядра до мантії вищий, ніж ми думали, і, отже, швидкість, з якою остигають надра Землі, вища.

І цей процес може пришвидшитися. При охолодженні бриджманіт перетворюється на інший мінерал, званий постперовскітом, який має ще більшу теплопровідність і, отже, збільшує швидкість втрати тепла з ядра в мантію.

Щодо саме того, наскільки швидше, це ще невідомо. Охолодження усієї планети – це не те, що ми дуже добре розуміємо. Марс остигає трохи швидше, тому що він значно менший за Землю. Але є й інші фактори, які можуть відігравати роль у тому, наскільки швидко охолоджуються надра планети.

Наприклад, при розпаді радіоактивних елементів може виділятися тепло, достатнє для підтримки вулканічної активності. Такі елементи є одним з основних джерел тепла в мантії Землі, але їхній внесок недостатньо вивчений.

Однак, швидше за все, це не буде швидким процесом у людському масштаб. Насправді, цілком можливо, що Земля стане непридатною для життя через інші механізми задовго до цього. Так що у нас ще є трохи часу, щоб попрацювати над проблемою і зрозуміти її.

Дослідження команди було опубліковано у Earth and Planetary Science Letters.

Читайте також:

Прокоментуйте: