Čini se da je tim istraživača predvođen Ho-Kwang Maom iz Carnegie Institucije u Sjedinjenim Državama otkrio misteriju koja je dugo uznemirila geologe. Autori su objasnili od čega se sastoje mineralne zone usporavanja seizmičkih talasa na granici jezgrenog plašta i reproducirale postupak njegovog formiranja u laboratoriju. Ako su zaključci znanstvenika točni, ispada da su takve zone ogromno skladište kisika, koje mogu utjecati na povijest života na Zemlji. Znanstveni članak s rezultatima studije objavljen je u časopisu Nature 22. studenog 2017.
Kako znamo što nam je pod nogama? Ovo jednostavno pitanje glavobolju predstavlja za geologe. Putovanje do središta Zemlje postoji samo na stranicama knjiga znanstvene fantastike, ali u stvari dubina bušenja rekordnih jedva prelazi 12 kilometara.
Znanstvenici su seizmički valovi priskočili u pomoć, koji se na različite načine šire u stijenama različitih gustoća, omogućuju provođenje "ultrazvuka" u dubine našeg planeta. Međutim, informacije koje se mogu dobiti takvim skeniranjem su nepotpune. Često odgovori dobivaju samo nova pitanja. Zapravo, kao i u bilo kojem drugom polju znanosti.
Na dubini od 2900 km nalazi se granica jezgra-plašt. Geolozi su odavno otkrili područja u kojima se seizmički valovi kreću neuobičajeno sporo. Nazivali su ih zonama ultra-male brzine, u engleskim zonama ultra-niske brzine, odatle kratica UVZ. Ali što je to? Koji tajanstveni materijal toliko usporava vibraciju zemlje?
Znanstvenici su o ovom pitanju dugo raspravljali, a već su predložene mnoge hipoteze. Međutim, svi imaju jedan nedostatak: potrebno je objasniti kako je potrebna tvar u cjelini završila na takvoj dubini.
Čini se da je tim Ho-Kwana jednim kamenom ubio dvije ptice. Istraživači su na licu mjesta pronašli odgovarajući mineral i jednostavan mehanizam za njegovo stvaranje. Istina, taj je uspjeh doveo do pitanja potrebe da se nešto preispita u povijesti zemaljske biosfere.
Mineral koji se autorima svidio je željezni peroksid FeO2Hx (broj vodikovih atoma može biti različit). Govoreći o radu svojih prethodnika, kažu da su stabilni u uvjetima donjeg plašta.
Ali odakle to možete dobiti? Da bi odgovorili na to pitanje, znanstvenici su rekreirali mali dio dubina infernala u laboratoriju. Dijamantni hvataljci komprimirali su tvar stvarajući pritisak od 860 tisuća atmosfera. Laserski snop koji prodire prozirne dijamantske ploče zagrijavao je reagense na 1900 stupnjeva Celzija.
Promotivni video:
U tim uvjetima, kako su utvrdili autori, željezni peroksid nastaje iz najjednostavnijih komponenti: željeza i vode. U jezgri Zemlje ima onoliko željeza koliko je potrebno - zapravo se uglavnom sastoji od ovog metala. A voda? Prema autorima, 300 milijuna tona vode godišnje potone u dubine plašta zbog pomicanja tektonskih ploča. Prema njihovim proračunima, desetina vode u Svjetskom oceanu bila bi dovoljna za stvaranje čitavog promatranog UVZ-a. Za usporedbu: prema nekim procjenama, u unutrašnjosti Zemlje ima 90 puta više vode, uključujući kore, plašt i jezgru, nego na površini.
Ispada da se potreban mineral formira na granici plašta i jezgra iz tvari koje su tamo dovoljno. Ali je li to stvarno odgovorno za sliku koja se opaža na seizmogramima?
Istraživači su to također testirali. Pomoću eksperimenata i teorijskih izračuna utvrdili su da potrebne karakteristike (brzina zvuka, gustoća itd.) Imaju mješavinu u kojoj je 40-50% željezovog peroksida, a ostatak u uobičajenim stijenama donjeg plašta. Svojstva takve smjese odlično se podudaraju s podacima o promatranju s UVZ-a. Izgleda da je otkrivena tajna tajanstvenih "zona usporavanja".
Ali ovo otkriće postavlja druga zanimljiva pitanja. Kao što je objašnjeno u priopćenju iz studije, naslage željeznog peroksida predstavljaju ogroman rezervoar kisika. S vremena na vrijeme može se osloboditi kisik i doći do površine. Implikacije takvih događaja i njihova moguća povezanost s klimatskim promjenama, masovnim izumiranjem i drugim velikim događajima tek treba proučiti.