mennyire forró a Föld perzselő belseje? Egy 2,570 Fahrenheit fokos (1,410 Celsius fok), egy új tanulmány megállapítja.
a felfedezés azt mutatja, hogy a Föld óceánjai alatti köpeny — a kéreg alatti terület, amely a bolygó belső folyékony magjára terjed ki — majdnem 110 F (60 C fok) melegebb, mint a tudósok korábban gondolták-mondták a kutatók., A megállapítás segít a tudósoknak pontosabban modellezni a Föld számos geodinamikai folyamatát, beleértve a lemeztektonikát is-mondták.
” egy ilyen forró köpeny azt jelentheti,hogy a köpeny kevésbé viszkózus (könnyebben áramlik), ami megmagyarázhatja, hogy a tektonikus lemezek hogyan tudnak mozogni az asztenoszféra tetején,” a Föld köpenyének felső rétege, mondta Emily Sarafian, a Massachusetts Institute of Technology és a Woods Hole Oceanográfiai intézmény által működtetett közös program geológiai és Geofizikai osztályának doktori hallgatója.,
a hőmérséklet hatása az asztenoszférára nem nagyon különbözik a méz forró hőmérsékletétől, mondta.
“Ha egy órára mézet tesz a hűtőszekrénybe, akkor alig fog folyni, amikor kiveszi” – mondta Sarafian egy e-mailben a Live Science-nek. “Ha ehelyett mézet tesz a tűzhelyre, akkor nagyon könnyen áramlik, mert melegebb.”
Mantle mystery
sok nyom van arra, hogy a Föld óceánjai alatt a köpeny forró. Például létrehozza a lávát, amely kitörik a víz alatti vulkánokból., Nyilvánvaló okokból azonban a tudósok nem utazhatnak közvetlenül a köpenybe, és nem mérhetik meg azt a hőmérsékletet, amelyen megolvad.
ehelyett a tudósok köpenyes kőzeteket hoznak létre laboratóriumokban az ásványi építőelemek porainak kombinálásával-mondta Szarafian.
“ha van egy szintetikus köpeny kőzet, akkor a kőzetet köpeny nyomásnak és hőmérsékletnek vetik alá, hogy meghatározzák azt a hőmérsékletet, amelyen a szikla egy adott nyomáson megolvad” – mondta., A hőmérséklet kis időközönként és különböző nyomáson történő növelésével a tudósok pontosan meg tudják jegyezni, hogy mikor olvad el a szintetikus köpeny-kőzetük-a mantle solidus néven ismert állapot.
de van egy nagy probléma ezzel a kísérlet: víz.
a köpeny kőzetek kis mennyiségű vizet tartalmaznak, de hihetetlenül nehéz biztosítani, hogy a megfelelő mennyiségű víz legyen ezekben a laboratóriumi mintákban-mondta Szarafian. Ráadásul a légkör vizet is tartalmaz, “tehát a kísérleteik ismeretlen mennyiségű vizet adszorbeálnak, és nem teljesen szárazak” – mondta.,
A tudósok tisztában vannak ezzel a problémával,” de soha nem tudták számszerűsíteni, hogy mennyi víz volt a kísérleteikben, mert az ásványi szemcsék, amelyek egy kísérleti futás során köpeny nyomáson és hőmérsékleten nőnek, túl kicsik ahhoz, hogy a jelenlegi analitikai technikákkal mérjék ” – mondta Sarafian.
érthető módon a tudósoknak figyelembe kell venniük a vizet ezekben a kísérletekben, mivel a kőzetekben lévő víz csökkentheti a sziklák olvadási hőmérsékletét. A múltban a kutatók úgy döntöttek, hogy kísérleteiket száraz szintetikus sziklán végzik, majd matematikailag vizet adnak az egyenlethez-mondta.,
de ahogy Sarafian és kollégái később rájöttek, a légkörben lévő víz miatt ezek a “száraz” kísérletek valójában nem voltak szárazak; inkább nagyjából ugyanolyan mennyiségű vizet tartalmaztak, mint a köpenyben, mondta. Így az eredmények matematikai hozzáadásával történő kijavítása felesleges volt, és pontatlanná tette az eredményeket.
Olivine to the rescue
egy olivine nevű ásvány segített Sarafiannak és kollégáinak más módon megoldani a rejtvényt., Az olivin szemcsék körülbelül akkora, mint a finom homok, és elég nagyok ahhoz, hogy a kutatók pontosan megmérjék a vizet a szemekben. Ezenkívül az olivin jó jelölt, mert természetesen előfordul a köpenyben-mondta Szarafian.
“ugyanolyan olvadási kísérleteket végeztünk, mint a korábbi tudósok, szintetikus kőzet magas nyomásra és hőmérsékletre helyezésével, de ezeknek a szemeknek a kísérletekhez való hozzáadásával olyan célt adtunk magunknak, amely elég nagy volt ahhoz, hogy elemezzük a víztartalmat” – mondta.,
kényelmesen a minta ugyanolyan mennyiségű vizet kapott, mint a köpeny, mondta Sarafian. Ez azt jelentette, hogy nem kell semmilyen egyenletet használni az adatok kijavításához, ő mondta.
eredményeik azt sugallták, hogy a köpeny megolvad, ha viszonylag közel van a Föld felszínéhez. Ez ellentmond egy újabb megállapításnak, amely kimutatta, hogy a köpeny valójában mélyen megolvad a Föld felszíne alatt.
“Ez azt jelentette, hogy az elfogadott köpeny hőmérséklete túl alacsony volt, valójában a köpeny 60 C (körülbelül 110 F) melegebb” – mondta Sarafian., “Ez egy nagyon jelentős ugrás!”
a felfedezés” észrevehető korrekció ” az óceán alatti köpeny hőmérsékletére, Paul Asimow, a kaliforniai Technológiai Intézet geológiai és geokémiai professzora, aki nem vett részt a tanulmányban, írta a Science című folyóirat kísérő kommentárjában.
a megállapítás “megváltoztatja az asztenoszféra Geofizikai megfigyeléseinek értelmezését világszerte” – írta Asimow.