Zemské jadro zbavené kyslíka
24.11.2011 22:21:18 | QScience Daily | Počet zobrazení: 1761x
Zloženie zemského jadra ostáva záhadou. Vedci vedia, že vonkajšie tekuté jadro sa skladá hlavne zo železa, predpokladajú ale, že obsahuje aj malé množstvá iných prvkov. Kyslík je jedným z najbežnejších prvkov na našej planéte, preto by sa dalo predpokladať, že bude dominovať aj v jej strede. Nový výskum vedcov z Geofyzikálneho laboratória v Carnegie ale ukázal, že vo vonkajšom jadre nehrá kyslík hlavnú úlohu. Má to vplyv pre pochopenie obdobia vzniku planéty z prachu a malých zhlukov hmoty.
Podľa súčasných modelov je vo vonkajšom jadre zeme okrem množstva železa aj malé množstvo tzv. ľahkých prvkov, pravdepodobne síry, kyslíka, kremíka, uhlíka alebo vodíka. Yingwei Fei a jeho kolegovia v spolupráci s čínskymi vedcami na základe nových experimentov zúžili túto možnú skupinu ľahkých prvkov.
S narastajúcou hĺbkou smerom do stredu Zeme rastie aj tlak a teplota. preto sa tam materiály správajú odlišne než na povrchu. V strede zeme je tekuté vonkajšie jadro a pevné vnútorné jadro. Ľahké prvky majú podľa všetkého hrať úlohu pri prúdení tekutej časti jadra, ktoré spôsobuje gravitáciu.
Vedci poznajú zo seizmických pozorovaní rozdiely v hustote a rýchlosti zvuku ako funkciu hĺbky v jadre, doteraz ale bolo ťažké tieto skutočnosti odmerať v predpokladaných železných zliatinách v podmienkach jadra simulovaných v laboratóriu.
„Nemôžeme priamo skúmať jadro, preto sa o ňom musíme dozvedieť s laboratórnych experimentov a modelov,“ povedal Fei.
Vplyvom vysokej rýchlosti môžu vznikať šokové vlny, ktoré naraz zvyšujú tlak aj teplotu materiálov, čo vedie k topeniu materiálov pri tlaku korešpondujúcom s tlakov vo vonkajšom jadre. Vedci preto vykonali experimenty so šokovou vlnou na zmesiach železa, síry a kyslíka. Šokom priviedli materiály do tekutého stavu a merali ich hustotu, ako aj rýchlosť prechádzajúceho zvuku v podmienkach, ktoré sa dajú priamo porovnať so stavom vo vonkajšom jadre Zeme.
Porovnaním údajov s pozorovaniami vedci zistili, že kyslík nemôže byť najdôležitejším ľahkým prvkom v zemskom jadre, pretože experimenty so zmesami obsahujúcimi kyslík sa vo výsledkoch nezhodovali s pozorovaním geofyzikov. Toto zistenie podporuje posledné modely zloženia jadre pri vzniku Zeme v menej okysličenom prostredí, následkom čoho vzniklo jadro chudobné na kyslík.
„Výskum odhalil účinný spôsob odhalenia identity ľahkých prvkov v jadre. V ďalšom výskume sa zameriame na možnú prítomnosť iných prvkov,“ povedal Fei.