Poprawka w modelowaniu wnętrza Ziemi. Stygnie szybciej niż sądzono

Od momentu swojego powstania 4,6 miliarda lat temu nasza planeta nieustannie, choć bardzo powoli wytraca swoją temperaturę. Dokładne tempo ochładzania pozostaje przedmiotem dyskusji, podczas których należy uwzględnić nie tylko złożone procesy fizyczne zachodzące w płaszczu oraz jądrze Ziemi, ale również ich skład oraz strukturę.

Nieco nowej wiedzy w tym obszarze dostarczyli właśnie uczeni z Politechniki Federalnej w Zurychu, badający przewodzenie cieplne minerałów zalegających głęboko pod naszymi stopami. W ostatniej publikacji zespół Motohiko Murakamiego skupił się na linii granicznej rozdzielającej płaszcz dolny od jądra zewnętrznego.

Strefa ta, nazywana przez geologów nieciągłością Gutenberga, jest bardzo charakterystyczna, ponieważ lepkie roztopione skały stykają się tutaj bezpośrednio z warstwą płynnego żelaza i niklu, o wyraźnie różnej temperaturze i gęstości. Dokładne poznanie właściwości tej granicy wydaje się kluczowe dla poprawnego oszacowania ucieczki ciepła z ziemskiego jądra.

Bezpośrednie pomiary z oczywistych przyczyn nie wchodzą w grę, dlatego wszelkie modele geologiczne opracowywane są na bazie obliczeń i doświadczeń laboratoryjnych. Tak było również w przypadku ekipy Mirakamiego, którzy odtworzyli w małej skali ekstremalne warunki wnętrza planety i przeprowadzili eksperymenty, w celu wyznaczenia przewodności cieplnej bridgmanitu – krzemianu stanowiącego główny budulec dolnego płaszcza.

"Byliśmy w stanie wykazać, że przewodność cieplna bridgmanitu jest około półtora razy wyższa od zakładanej. Ten wynik może dać nam nowe spojrzenie na dynamikę Ziemi. Sugeruje on, że Ziemia, podobnie do innych planet skalistych, jak Merkury i Mars, ochładza się i staje się nieaktywna szybciej, niż oczekiwano" – tłumaczy Murakami.

Mimo to, naukowcy nie pokusili się o próbę przewidzenia, kiedy ustaną ruchy konwekcyjne magmy wewnątrz Ziemi. Jak twierdzą, wciąż posiadamy za mało danych, dotyczących choćby procesów promieniotwórczych, stanowiących jedno z głównych źródeł podtrzymujących wysoką temperaturę w jądrze naszej planety.

Więcej informacji znajdziesz w źródle: M. Murakamia, A. Goncharov, N. Miyajima, Radiative thermal conductivity of single-crystal bridgmanite at the core-mantle boundary with implications for thermal evolution of the Earth, "Earth and Planetary Science Letters".