Vnitřek Země se ochlazuje rychleji, než se očekávalo

, , ,

Vědci z technologického institutu v Curychu (ETH) v laboratoři prokázali, jak dobře vede teplo minerál bridgmanit, který je běžný na hranici mezi zemským jádrem a pláštěm. To je vede k podezření, že zemské teplo se může rozptýlit dříve, než se dosud předpokládalo, informovali na webu ETH Zurich.

Před 4,5 miliardami let panovaly na povrchu mladé Země extrémní teploty a byla pokryta hlubokým oceánem magmatu. Během milionů let se povrch planety ochladil a vytvořil křehkou kůru. Obrovská tepelná energie vycházející z nitra Země však uvedla do pohybu dynamické procesy, jako je plášťová konvekce, desková tektonika a vulkanismus.

Stále však zůstávají nezodpovězeny otázky, jak rychle se Země ochlazovala a jak dlouho mohlo trvat, než toto probíhající ochlazování zastavilo výše zmíněné tepelně podmíněné procesy. Jednou z možných odpovědí může být tepelná vodivost minerálů, které tvoří hranici mezi zemským jádrem a pláštěm.

Tato hraniční vrstva je důležitá, protože právě zde je viskózní hornina zemského pláště v přímém kontaktu s horkou železo-niklovou taveninou vnějšího jádra planety. Teplotní přechod mezi oběma vrstvami je velmi strmý, takže zde může proudit velké množství tepla. Mezní vrstva je tvořena především minerálem bridgmanitem. Vědci však jen těžko odhadují, kolik tepla tento minerál vede ze zemského jádra do pláště, protože experimentální ověření je velmi obtížné.

Nyní profesor institutu ETH Motohiko Murakami a jeho kolegové z Carnegieho vědeckého institutu vyvinuli sofistikovaný měřicí systém, který jim umožňuje měřit tepelnou vodivost bridgmanitu v laboratoři za tlakových a teplotních podmínek, které panují uvnitř Země. K měření použili nedávno vyvinutý systém měření optické absorpce v diamantové jednotce zahřívané pulzním laserem.

Tento měřicí systém umožnil zjistit, že tepelná vodivost bridgmanitu je asi 1,5krát vyšší, než se předpokládalo. To naznačuje, že tepelný tok z jádra do pláště je také vyšší, než se dosud předpokládalo. Větší tepelný tok zase zvyšuje plášťovou konvekci a urychluje ochlazování Země.

Při ochlazování se bridgmanit mění na minerál post-perovskit. Jakmile však post-perovskit začne převládat, může se ochlazování pláště skutečně ještě urychlit, protože tento minerál vede teplo ještě účinněji než bridgmanit.

Tyto výsledky nám poskytly nový pohled na vývoj dynamiky Země. Naznačují, že Země chladne, a stává se neaktivní mnohem rychleji, než se předpokládalo.

Zdroj: ethz.ch

Diskuze Vstoupit do diskuze