يمكن للمياه من سطح الأرض أن تجد طريقها إلى أعماق الكوكب، ويشرح بحث جديد كيف يغير السائل المعدني الجزء الخارجي من النواة.
وقد يفسر هذا الاكتشاف وجود طبقة رقيقة داخل الكوكب الغامض الذي حيّر الجيولوجيين لعقود من الزمن.
تتكون قشرة الأرض من صفائح تكتونية تطحن وتنزلق ضد بعضها البعض؛ على مدى مليارات السنين، هذه القهر المناطق تحمل المياه إلى المناطق المنخفضة معطف.
عندما تصل هذه المياه إلى حدود اللب والوشاح، على بعد حوالي 2900 كيلومتر (1800 ميل) تحت السطح، فإنها تؤدي إلى تفاعل كيميائي قوي. يقول فريق من كوريا الجنوبية والولايات المتحدة وألمانيا إنه يخلق طبقة أساسية عليا غنية بالهيدروجين ويرسل السيليكا إلى القشرة السفلية.
“لسنوات عديدة، كان يُعتقد أن تبادل المادة بين قلب الأرض وقشرتها كان صغيرًا.” هو يقول دان شيم، عالم المواد من جامعة ولاية أريزونا.
“ومع ذلك، فإن تجاربنا الأخيرة في الضغط العالي تكشف قصة مختلفة. فقد وجدنا أنه عندما يصل الماء إلى حدود اللب والوشاح، فإنه يتفاعل مع السيليكون في اللب لتكوين السيليكا.”
ال المركز الخارجيويلعب مزيج الحديد والنيكل دورًا مهمًا في تكوين المجال المغناطيسي للأرض، والذي يحمي الحياة على الكوكب من الرياح الشمسية والإشعاع. ولذلك من المهم أن نفهم كيف يعمل باطن الأرض وكيف تطور مع مرور الوقت.
تتحول الحدود بين لب الأرض ووشاحها بشكل حاد جدًا من السيليكات إلى المعدن، ولا يُعرف سوى القليل عن التبادلات الكيميائية.
قبل عشر سنواتتسجيل الباحثين موجات زلزالية تم توثيق طبقة رقيقة يبلغ سمكها بضع مئات من الكيلومترات بواسطة Earth’s Gooey Insights، لكن لم يعرف أحد حتى الآن مصدر طبقة “E Prime” المقترحة.
وقال الفريق: “نقترح أن مثل هذا التبادل الكيميائي بين اللب والوشاح ربما ساهم في تكوين الطبقة الأولية E من خلال النقل في المياه العميقة على مدى سنوات جيجا”. يكتب.
لقد رسم علماء الزلازل بعض الميزات غير العادية التي تشير إلى أن هذه الطبقة المتغيرة من المعدن السائل أقل كثافة وأقل نشاطًا زلزاليًا. يُعتقد أن اختلافات الكثافة هذه تتضمن تركيزات مختلفة من العناصر الخفيفة مثل الهيدروجين أو السيليكون.
لكن زيادة تركيز عنصر الضوء المفرد يؤدي إلى زيادة السرعة بينما تنخفض الكثافة، مما يجعل من الصعب المساس برصد الزلازل والاستقرار الديناميكي للطبقة الأولية E.
تم اقتراح زيادة تركيز عنصر ضوئي واحد وتقليل تركيز عنصر آخر كتفسير محتمل. ومع ذلك، فإن العلماء ليسوا على علم بعملية النقل هذه.
تم تسخين المصفوفة بالليزر خلايا الماس السندان لتعكس ظروف درجة الحرارة والضغط عند حدود الوشاح الأساسي.
لقد أظهروا أن الماء الذي يتم حقنه في قلب الأرض يمكن أن يتفاعل كيميائيًا مع المواد الموجودة هناك لتحويل اللب الخارجي إلى طبقة غنية بالهيدروجين وتشتيت بلورات السيليكا التي تتراكم في الوشاح.
هناك طبقة من مادة غنية بالهيدروجين وفقيرة بالسيليكون تتشكل في الجزء العلوي من النواة، وتتميز بكثافة منخفضة وسرعة منخفضة تتوافق مع ملاحظات الموجات الزلزالية.
يمكن أن يكون للفيلم الأساسي المعدل تأثير كبير تداول المياه العميقةويقول الفريق إن نتائجهم تشير إلى دورة مياه عالمية أكثر تعقيدًا مما كنا نعتقد.
“هذا الاختراع معنا الملاحظة السابقة “الماس يتكون من تفاعل الماء مع الكربون في سائل حديدي تحت ضغط شديد”. هو يقول“يشير إلى تفاعلات نشطة للغاية بين اللب والوشاح، مما يشير إلى وجود تبادل مادي كبير.”
تم نشر الأطروحة علوم الأرض الطبيعية.
