hur varmt är jordens brännande insidan? En tryckande 2,570 grader Fahrenheit (1,410 grader Celsius), en ny studie finner.
upptäckten avslöjar att manteln under jordens oceaner — området strax under skorpan som sträcker sig ner till planetens inre vätskekärna-är nästan 110 grader F (60 grader C) varmare än forskare tidigare trodde, sa forskarna., Upptäckten kommer att hjälpa forskare att mer exakt modellera jordens många geodynamiska processer,inklusive platttektonik, sa de.
”att Ha en sådan varm mantel kan innebära att manteln är lägre viskositet (rinner lättare), vilket kan förklara hur tektoniska plattorna kan röra sig på toppen av asthenosphere,” det övre skiktet av Jordens mantel, säger studie forskaren Emily Sarafian, doktorand i Geologi och Geofysik Institutionen på ett gemensamt program som drivs av Massachusetts Institute of Technology och Woods Hole Oceanographic Institution.,
temperaturens effekt på asthenosfären är inte mycket annorlunda än för heta temperaturer på honung, sa hon.
”om du lägger honung i kylskåpet i en timme, kommer det knappt att flöda när du tar ut det”, sa Sarafian i ett mail till Live Science. ”Om du istället lägger honung på stovetop, kommer det att flöda väldigt enkelt, för det är varmare.”
mantle mystery
det finns många ledtrådar som manteln under jordens oceaner är flammande varm. Till exempel genererar den lava som spricker ut ur undervatten vulkaner., Men av uppenbara skäl kan forskare inte resa till manteln och direkt mäta temperaturen vid vilken den smälter.
istället skapar forskare mantelstenar i laboratorier genom att kombinera pulver av mineralbyggstenar, sa Sarafian.
”När de har en syntetisk mantelrock, utsätter de sedan stenen för manteltryck och temperaturer för att bestämma temperaturen vid vilken berget smälter vid ett visst tryck”, sa hon., Genom att öka temperaturen i små intervaller och vid olika tryck kan forskare notera exakt när deras syntetiska mantelsten smälter — ett tillstånd som kallas mantel solidus.
men det finns ett stort problem med detta experiment: vatten.
Mantelstenar innehåller en liten mängd vatten, men det är otroligt utmanande att se till att rätt mängd vatten finns i dessa laboratorieprover, sa Sarafian. Dessutom innehåller atmosfären vatten, ”så dina experiment adsorberar en viss okänd mängd vatten, och de är inte helt torra”, sa hon.,
forskare är medvetna om detta problem, ”men de kunde aldrig kvantifiera hur mycket vatten var i sina experiment eftersom mineralkornen som växer under en experimentell körning vid manteltryck och temperaturer är alldeles för små för att mäta med nuvarande analysmetoder”, sa Sarafian.
förståeligt nog måste forskare redogöra för vatten i dessa experiment, eftersom vatten i stenar kan sänka stenarnas smälttemperatur. Tidigare valde forskare att göra sina experiment på torr syntetisk sten, och sedan matematiskt tillsätt vatten till ekvationen, sa hon.,
men, som Sarafian och hennes kollegor senare fick reda på, på grund av vattnet i atmosfären, var dessa ”torra” experiment inte faktiskt torra; snarare innehöll de ungefär samma mängd vatten som finns i manteln, sa hon. Således var korrigering av resultaten genom matematiskt tillsats av vatten onödigt och gjorde resultaten felaktiga.
Olivine till undsättning
ett mineral som heter olivine hjälpte Sarafian och hennes kollegor att lösa pusslet på ett annat sätt., Olivinkorn är ungefär storleken på fin sand, och tillräckligt stor för att forskare kan mäta vatten noggrant inom kornen. Dessutom är olivin en bra kandidat eftersom det förekommer naturligt i manteln, sa Sarafian.
”Vi utförde smältexperiment på samma sätt som tidigare forskare gjorde, satte en syntetisk sten till högt tryck och temperaturer, men genom att lägga till dessa korn i våra experiment gav vi oss ett mål som var tillräckligt stort för att analysera för vatteninnehåll”, sa hon.,
bekvämt slutade provet med samma mängd vatten som manteln gör, sa Sarafian. Detta innebar att de inte behövde använda några ekvationer för att korrigera sina data, sa hon.
deras resultat föreslog att manteln smälter när den ligger relativt nära jordens yta. Det strider mot en annan ny upptäckt, som visade att manteln faktiskt smälter djupt under jordens yta.
”detta måste innebära att den accepterade manteltemperaturberäkningen var för låg, och faktiskt är manteln 60 C (ca 110 F) varmare”, sa Sarafian., ”Det är ett väldigt viktigt hopp!”
upptäckten är ”en märkbar korrigering” för mantelns temperatur under havet, Paul Asimow, professor i geologi och geokemi vid California Institute of Technology som inte var inblandad i studien, skrev i en medföljande kommentar i tidskriften Science.
upptäckten ”kommer att förändra tolkningar av geofysiska observationer av asthenosfären över hela världen”, skrev Asimow.