Ο πυρήνας της Γης αλλάζει και δημιουργεί ένα νέο στρώμα

Μία νέα έρευνα του Arizona State University αποκαλύπτει πως το νερό από την επιφάνεια της Γης βρίσκει τρόπο να κατευθυνθεί στο εσωτερικό του πλανήτη, αλλάζοντας την εξωτερική σύνθεση του υγρού, μεταλλικού πυρήνα της Γης.

Ο φλοιός της Γης αποτελείται από τεκτονικές πλάκες οι οποίες κινούνται και συγκρούονται. Μέσα στη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών, αυτές οι ζώνες επαφής έχουν μεταφέρει νερό στο μανδύα. Όταν αυτό το νερό φτάνει στο σύνορο μανδύα-πυρήνα, 2.900 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια, πυροδοτεί μία ισχυρή χημική διεργασία. Δημιουργεί στην εξωτερική επιφάνεια του πυρήνα ένα νέο στρώμα πλούσιο σε υδρογόνο και στέλνει διοξείδιο του πυριτίου στο μανδύα.

Για χρόνια, θεωρούσαμε πως αυτή η ανταλλαγή υλικών μεταξύ του πυρήνα και του μανδύα ήταν μικρή. Ωστόσο τα πειράματά μας σε υψηλή πίεση αποκαλύπτουν μια διαφορετική ιστορία. Βρήκαμε πως όταν το νερό φτάνει στο όριο πυρήνα-μανδύα, αντιδρά με το πυρίτιο του πυρήνα, δημιουργώντας διοξείδιο του πυριτίου.

Στο σύνορο μανδύα-πυρήνα, τα συστατικά μετατρέπονται απότομα από διοξείδιο του πυριτίου σε μέταλλα και δε γνωρίζουμε πολλά για αυτές τις χημικές ανταλλαγές. Ξέρουμε εδώ και δεκαετίες από μελέτες σεισμικών κυμάτων πως υπάρχει ένα λεπτό στρώμα μερικών εκατοντάδων χιλιομέτρων μεταξύ μανδύα και πυρήνα, αλλά έως τώρα κανείς δε γνώριζε από πού προήλθε.

Προτείνουμε πως μία τέτοια χημική ανταλλαγή μεταξύ του πυρήνα και του μανδύα μέσα από εκατομμύρια χρόνια μεταφοράς του νερού εκεί, μπορεί να έχει συμβάλει στο σχηματισμό αυτού του μυστηριώδους E prime στρώματος.

Στο πείραμα, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν κελιά διαμαντιού που θέρμαναν με λέιζερ για να προσομοιώσουν τις θερμοκρασίες και την πίεση στο όριο μανδύα-πυρήνα. Είδαν λοιπόν πως το νερό το οποίο είχε φτάσει στον πυρήνα της Γης αντιδρά χημικά με τα υλικά που βρίσκονται εκεί, για να μετατρέψει τον εξωτερικό πυρήνα σε ένα στρώμα πλούσιο σε υδρογόνο και να διασπάσει τους κρυστάλλους διοξειδίου του πυριτίου, οι οποίοι αναγκάζονται να εισέλθουν στο μανδύα.

Το στρώμα λοιπόν που σχηματίζεται στον εξωτερικό πυρήνα, είναι πλούσιο σε υδρογόνο και φτωχό σε πυρίτιο, κάτι που σημαίνει πως έχει μικρότερη πυκνότητα. Έτσι, ταιριάζει απόλυτα στις παρατηρήσεις των σεισμικών κυμάτων.

Η ανακάλυψη, μαζί με προηγούμενες παρατηρήσεις διαμαντιών που σχηματίζονται από την αντίδραση νερού με άνθρακα μέσα σε υγρό σίδηρο και κάτω από ακραία πίεση, δείχνει μία πολύ πιο δυναμική αλληλεπίδραση πυρήνα-μανδύα, υποδεικνύοντας μία σημαντική ανταλλαγή υλικών.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Nature Geoscience.