Oamenii de știință spun că, în interiorul Pământului, condițiile sunt extrem de fierbinți și sunt extrem de sub presiune. Aceasta este ceea ce permite ca în primul rând miezul de fier și nichel să fie împărțit între o regiune interioară solidă și regiunea exterioară lichidă. Se crede că dinamica acestui nucleu este responsabilă de conducerea magnetosferei de protecție a planetei noastre, motiv pentru care oamenii de știință sunt hotărâți să îmbunătățească înțelegerea acesteia.
Datorită noilor cercetări efectuate de o echipă internațională de oameni de știință, se pare că regiunea de bază primește, de asemenea, partea sa corectă de „zăpadă”! Pentru a spune altfel, cercetările lor au arătat că în interiorul miezului exterior, particule minuscule de fier se solidifică și se încadrează pentru a forma grămezi de până la 320 km (200 mi) grosime pe partea superioară a miezului exterior. Aceste descoperiri ar putea îmbunătăți mult înțelegerea noastră asupra forțelor care afectează întreaga planetă.
Cercetarea a fost realizată de o echipă de cercetători de la Jackson School of Geosciences de la Universitatea Texas din Austin, care au fost conduși de prof. Youjun Zhang de la Institutul de fizică atomică și moleculară al Universității Sichuan. Studiul care descrie cercetările lor a fost publicat în numărul din 23 decembrie Journal of Geophysical Research (JGR) Earth Solid.
Studierea adâncimilor Pământului nu este o sarcină ușoară, deoarece radarul care pătrunde la sol nu poate sonda că eșantionarea profundă și directă este absolut imposibilă. Drept urmare, cercetătorii sunt nevoiți să studieze interiorul Pământului prin știința seismologiei - adică studiul undelor sonore generate de activitatea geologică și care trec în mod regulat pe planetă.
Măsurând și analizând aceste valuri, oamenii de știință geologici sunt capabili să obțină o imagine mai bună a structurii și compoziției interioare. În ultimii ani, au observat o discrepanță între datele seismice și modelele actuale ale nucleului Pământului. În esență, undele măsurate s-ar mișca mai lent decât se aștepta la trecerea prin baza miezului exterior și mai rapid atunci când se trece prin emisfera estică a miezului interior.
Pentru a rezolva acest mister, prof. Zhang și colegii săi au propus că cristalizarea particulelor de fier ar putea avea loc în miezul exterior, creând un miez interior „acoperit de zăpadă”. Teoria conform căreia există un strat în suspensie între miezul interior și exterior a fost propusă pentru prima dată de S.I. Braginskii în 1963, dar a fost respinsă din cauza cunoștințelor predominante despre condițiile de căldură și presiune din miez.
Cu toate acestea, folosind o serie de experimente efectuate pe materiale asemănătoare miezului și studii științifice mai recente, prof. Zhang și echipa sa au putut demonstra că cristalizarea în miezul exterior este cu adevărat posibilă. Mai mult, ei au descoperit că aproximativ 15% din partea inferioară a miezului exterior ar putea fi făcute din cristale pe bază de fier care, în cele din urmă, vor cădea și se vor așeza pe partea superioară a miezului interior solid.
„Este un lucru bizar la care să ne gândim”, a spus Nick Dygert, profesor asistent la Universitatea din Tenessee, care a ajutat să conducă cercetarea ca parte a unei burse postdoctorale cu JSG. „Aveți cristale din miezul exterior care se întind pe miezul interior pe o distanță de câteva sute de kilometri.”
După cum a explicat prof. Jung-Fu Lin (un alt coautor al studiului), acest lucru este similar cu modul în care se formează roci în interiorul vulcanilor. „Nucleul metalic al Pământului funcționează ca o cameră de magmă pe care o cunoaștem mai bine în scoarță”, a spus el. Echipa a comparat chiar căciula procesului determină formarea de grămezi de particule de fier pe nucleul exterior al Pământului cu ceea ce se întâmplă în camerele magma, mai aproape de suprafața Pământului.
În timp ce compactarea mineralelor creează ceea ce este cunoscut sub numele de „rocă cumulată” în camerele de magmă, compactarea particulelor de fier adânc în interiorul Pământului contribuie la creșterea miezului interior și la micșorarea miezului exterior. Acumularea acestor particule împotriva miezului exterior ar contabiliza aberațiile seismice, deoarece o variație a grosimii între emisferele estice și vestice ar explica schimbarea vitezei.
Având în vedere influența nucleului asupra fenomenelor de pe toată planeta, precum magnetosfera menționată anterior și încălzirea care conduce activitatea tectonică - învățarea mai mult despre compoziția și comportamentul acesteia este esențială pentru îmbunătățirea înțelegerii noastre despre modul în care aceste procese mai mari funcționează. În acest sens, cercetările desfășurate de prof. Zhang și colegii săi ar putea ajuta la rezolvarea întrebărilor de lungă durată despre interiorul Pământului și cum a ajuns.
Așa cum a spus Bruce Buffet, profesor de științe la UC Berkley, care studiază interioarele planetare (și nu a fost implicat în studiu):
„Relaționarea predicțiilor modelului cu observațiile anomale ne permite să tragem inferențe despre compozițiile posibile ale miezului lichid și poate conecta aceste informații la condițiile care predominau la momentul formării planetei. Condiția de pornire este un factor important pentru ca Pământul să devină planeta pe care o cunoaștem. ”
Având în vedere modul în care magnetosfera Pământului și activitatea sa tectonică se crede că au jucat un rol esențial în apariția și evoluția vieții, înțelegerea dinamicii din interiorul planetei noastre ar putea de asemenea să ajute la vânătoarea de exoplanete potențial locuibile - fără să mai vorbim de- viața terestră!
Cercetarea a fost finanțată de Fundația Națională de Științe Naturale din China, Fonduri de Cercetare Fundamentală pentru Universitățile Centrale, Școala de Geoștiințe Jackson, Fundația Națională de Știință și Fundația Sloan.
