جوهر الأرض هو "تسرب

لمدة 2.5 مليار سنة ، والمواد النووية تدخل باستمرار عباءة الأرض

لمدة 2.5 مليار سنة ، مرت المواد النووية في عباءة الأرض ، كما تشير دراسة النظائر. © يوهانس جيرهاردس سوانبويل / ثينك ستوك
قراءة بصوت عال

الانتشار الزاحف: يبدو أن جوهر الأرض يتسرب منذ حوالي 2.5 مليار عام - ومنذ ذلك الحين ، تتسرب المواد النووية باستمرار إلى عباءة الأرض. وقد تتبع الباحثون الآن هذا "التسرب" باستخدام مستويات متغيرة من نظائر التنغستن في صخور الوشاح. تثبت التحليلات أيضًا أن جوهر الأرض كان لا يزال كثيفًا في الأيام الأولى من الكوكب. وفقا للعلماء ، يجب أن يكون سبب التسرب عملية لاحقة.

جوهر الأرض هو جزء واضح وغامض من كوكبنا. فقط من خلال مزيج من الحديد الصلب والسائل ، تحصل الأرض على مجالها المغناطيسي ، لأن التيارات الموجودة في القلب الخارجي السائل تدفع الجيودينامو. في الوقت نفسه ، توفر حرارة قلب الأرض الطاقة التي تمكن ظواهر مثل الصفائح التكتونية وأعمدة الوشاح والبركانية. من ناحية أخرى ، فإن أحد أسرار قلب الأرض هو عندما تجمد اللب الداخلي الصلب.

كيف "كثيفة" هي جوهر الأرض؟

ولكن هناك سؤال آخر مفتوح: هل هناك أيضًا تبادل مادي بين عباءة الأرض وجوهر الأرض؟ يبدو واضحًا أن حدود الوشاح الأساسي تتميز بارتفاع كبير في درجة الحرارة ومنطقة انتقالية يمكن اكتشافها في منطقة زلزالية يتراوح سمكها بين 200 و 300 كيلومتر. ومع ذلك ، فإن طبيعة هذا الانتقال ، ومدى اختراق المواد من قلب الأرض إلى الوشاح السفلي ، لا تزال محل خلاف.

"نحن نعلم أن جوهر الأرض به كيمياء خاصة يهيمن عليها الحديد والنيكل ، بالإضافة إلى عناصر مذابة مثل التنجستن والبلاتين والذهب" ، كما توضح هانيكا ريزو من جامعة كارلتون في أوتاوا وزملاؤها. "لذلك ، فإن هذه العناصر المكوّنة للمعادن هي مؤشرات جيدة على آثار المواد الأساسية في الوشاح." ومع ذلك ، يجب أن يكون المرء قادرًا على التمييز بين ما إذا كانت هذه العناصر تأتي حقًا من النواة أو على الأقل من طبقات الأرض العليا.

نظائر التنجستن كمؤشر

يمكن أن يكون ذلك قد نجح Rizo وفريقها الآن. لدراستهم ، قاموا بدراسة الصخور التي جاءت من الوشاح السفلي والتي تسربت في أوقات مختلفة على البراكين الساخنة مثل الحمم البركانية. ركز الباحثون اهتمامهم بشكل خاص على نسبة نظيري التنجستين: 182W و 184W. "يمكن لهذه النظائر التنغستن أن تكون أكثر المقتطفات إفادة عن المواد الأساسية لأن الكسوة يجب أن يكون لها نسبة 182W / 184W أعلى بكثير" ، كما يفسرون. عرض

السبب: يتركز 90٪ من تنجستين الأرض في قلب الأرض ، لأن هذا المعدن في طبقة الطبقة الداخلية للأرض مع عناصر ثقيلة أخرى في القلب. من ناحية أخرى ، احتوى عباءة الأرض في البداية على الكثير من Haffnium-182 ، وهو نظير تلاشى بالكامل إلى التنغستن 182 مع مرور الوقت. "ونتيجة لذلك ، فإن الوشاح لديه الآن فائض من التنغستن 182 مقارنةً بنواة الأرض" ، كما أوضح الباحثون. ومع ذلك ، مع وجود حوالي 200 جزء في المليون (جزء في المليون) ، فإنه يصعب اكتشافه.

ولكن إذا كان هذا الفائض مفقودًا أو أضعف في صخر الوشاح ، فقد يشير ذلك إلى "تلوث" بالمواد النووية. بالضبط بعد ذلك بحثت ريزو وفريقها في عيناتهم.

التسرب لمدة 2.5 مليار سنة

في الحقيقة ، لقد انشغل الباحثون. في جزء من عينات الصخور من الوشاح السفلي ، سجلوا مستويات منخفضة بشكل ملحوظ من التنغستن 182. "هذا يشير إلى أن المواد من قلب الأرض قد تسربت إلى قاعدة أعمدة الوشاح" ، هذا ما قاله ريزو وتقرير فريقها. وبالتالي ، فإن الحدود الكسوة الأساسية ، على الأقل بالنسبة لعنصر التنغستن ، ليست حاجزًا مطلقًا.

ولكن من المثير للدهشة أن هذا "التسرب" في قلب الأرض لم يكن دائمًا موجودًا ، كما أوضح التحليل. لأنه مع صخور الوشاح البركاني من وقت 2.7 إلى 4.3 مليار سنة ، لم يجد العلماء أي نسبة منخفضة من التنغستن 182. يقول ريزو وزملاؤها: "هذا يشير إلى أنه لم يتم نقل أي مواد نووية أو القليل منها إلى الوشاح خلال هذا الوقت". لذلك ، كان جوهر الأرض "يتسرب" فقط منذ 2.5 مليار سنة.

العمليات الممكنة التي يمكن أن تعزز تسرب المواد النووية. iz ريزو وآخرون. / رسائل الجيوكيميائية المنظورة ، CC بواسطة الثانية 4.0

تكتونية الصفائح أم التبلور النووي كمحفز؟

ولكن ما الذي يسبب هذا "التسرب" منذ ذلك الحين؟ وفقا للباحثين ، يمكن أن تلعب تكتونيات الصفائح دورا حاسما في هذا. إنه لا يضمن حركة الألواح الأرضية فحسب ، بل ينقل أيضًا الصخور السطحية الغنية بالأكسجين إلى الوشاح العميق من خلال الاندثار. "توضح التجارب أن زيادة مستويات الأكسجين في الحدود العقلية الأساسية يمكن أن يعزز انتقال التنغستن إلى الوشاح" ، كما أوضح ريزو وفريقها.

بدلاً من ذلك ، يمكن أن يؤدي تبلور اللب الداخلي الذي بدأ في ذلك الوقت إلى زيادة مستويات الأكسجين عند الحدود الأساسية. وقال الباحثون "في هذه الحالة ، ستكشف نتائجنا أيضًا عن تطور جوهر الأرض". لأنه بعد ذلك يمكن أن يكون قلب الأرض الصلب أكبر من المتوقع. (رسائل المنظور الجيوكيميائي ، 2019 ؛ دوي: 10.7185 / geochemlet.1917)

المصدر: المحادثة ، وجهات نظر الجيوكيميائية

- ناديا بودبريجار