Magnesiowustite-kiteet menettävät infrapunasäteilykykynsä puristuessaan. Klikkaa suurentaaksesi
Carnegie-instituutin geofysikaalisen laboratorion tutkijat ovat havainneet, että tietyt mineraalit lopettavat infrapunavalon johtamisen lähellä maan ydintä. Vaikka ne välittävät infrapunavaloa täydellisesti hyvin pinnalta, ne tosiasiallisesti absorboivat sitä, kun ne puristuvat voimakkaiden paineiden läheisyydessä maan ytimen läheisyyteen. Tämä löytö auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin lämmön virtausta maan sisäpuolella, ja auttaa kehittämään uusia planeettojen muodostumisen ja evoluution malleja.
Carnegie-instituutin geofysikaalisen laboratorion uuden tutkimuksen mukaan mineraalit, jotka rapistuneet voimakkaasta paineesta lähellä maan ydintä, menettävät suuren osan kykystään johtaa infrapunavaloa. Koska infrapunavalo myötävaikuttaa lämmön virtaukseen, tulos haastaa joitain pitkään pidettyjä käsityksiä lämmönsiirrosta alemmassa vaipeessa, sulan kiven kerroksessa, joka ympäröi maan kiinteää ydintä. Työstä voisi olla apua tutkimalla vaipan putkien suuria pylväitä kuumassa nousevassa magmassa, joiden uskotaan tuottavan piirteitä, kuten Havaijin saaret ja Islanti.
Magnesiowustiitin kiteet, tavallinen mineraali syvässä maassa, voivat välittää infrapunavaloa normaalissa ilmanpaineessa. Mutta kun nämä kiteet puristuvat yli puoli miljoonaa kertaa merenpinnan paineeseen, ne absorboivat sen sijaan infrapunavaloa, mikä estää lämmön virtausta. Tutkimus ilmestyy Science-lehden 26. toukokuuta 2006 julkaistussa numerossa.
Carnegie'n henkilökunnan jäsenet Alexander Goncharov ja Viktor Struzhkin puristivat yhdessä tutkijatohtorin Steven Jacobsenin kanssa magnesiowustite-kiteitä käyttämällä timanttisen alasin kennoa - kammiota, joka oli sidottu kahdella erittäin kovalla timantilla, jotka kykenevät tuottamaan uskomattoman paineen. Sitten he loistivat voimakasta valoa kiteiden läpi ja mittasivat valon aallonpituudet, jotka läpi läpäisivät. Yllätyksekseen puristetut kiteet absorboivat suuren osan valosta infrapuna-alueella, mikä viittaa siihen, että magnesiowustiitti on huono lämmönjohdin korkeissa paineissa.
"Lämpövirtauksella maan syvässä sisätilassa on tärkeä rooli planeetan dynamiikassa, rakenteessa ja evoluutiossa", Goncharov sanoi. On olemassa kolme päämekanismia, joiden avulla lämpö todennäköisesti kiertää syvässä maapallossa: johtavuus, lämmön siirto materiaalista tai alueelta toiselle; säteily, energian virtaus infrapunavalon kautta; ja konvektio, kuuman materiaalin liike. "Näiden kolmen mekanismin suhteellisesta lämmönvirtauksesta käydään parhaillaan intensiivistä keskustelua", Goncharov lisäsi.
Magnesiowustiitti on alempi vaipan toiseksi yleisin mineraali. Koska mineraali ei lähetä lämpöä hyvin korkeissa paineissa, mineraali voisi itse asiassa muodostaa eristäviä laikkuja suuren osan maan ytimen ympärille. Tällöin säteily ei ehkä edistä kokonaislämpövirtausta näillä alueilla, ja johtavuudella ja konvektiolla voi olla suurempi merkitys lämmön tuulettamisessa ytimestä.
"On vielä liian aikaista kertoa tarkalleen, miten tämä löytö vaikuttaa syvän maan geofysiikkaan", Goncharov sanoi. "Mutta niin suuri osa siitä, mitä oletamme syvästä maasta, perustuu lämmönsiirtomalleihimme, ja tämä tutkimus asettaa tämän suuren osan kyseenalaiseksi."
Alkuperäinen lähde: Carnegie Institution
