Maan kõrveleva ydin ei ole yksinäinen - se on saatu sekoittuen muiden, maanalaisten kerrosten kanssa. Se on uuden tutkimuksen mukaan, jonka mukaan planeetan sisimpi osa vuotaa osan sisällöstään vaippaputkeihin, joista osa lopulta saavuttaa Maan pinnan.
Tämä löytö auttaa ratkaisemaan vuosikymmenien ajan raivostuneen keskustelun: vaihtavatko ydin ja vaippa mitään materiaalia, tutkijat kertoivat.
"Havaintojen mukaan jotkut ydinmateriaalit siirtyvät näiden vaippaputkien pohjaan, ja ydin on vuotanut tätä materiaalia viimeisen 2,5 miljardin vuoden ajan", tutkijat kirjoittivat The Conversation -sivustolle, jossa tutkijat kirjoittavat tutkimuksestaan julkinen.
Havainnon teki mahdolliseksi jaksotaulun metallivolframi (W), elementti 74. Jos volframi tekisi treffiprofiilin, huomaa, että se on siderofiili tai "rauta-rakastaja". Joten, ei ole yllättävää, että paljon volframia ripustaa maan ytimeen, joka on pääasiassa rautaa ja nikkeliä.
Profiilissaan volframi ilmoittaisi myös, että sillä on muutama isotooppi (elementti, jonka ytimessä on eri määrä neutroneja), mukaan lukien W-182 (108 neutronilla) ja W-184 (110 neutronilla). Suunnitellessaan tutkimustaan tutkijat ymmärsivät, että nämä isotoopit voisivat auttaa heitä ratkaisemaan ydistä vuotavan kysymyksen.
Toinen alkuaine, hafnium (Hf), on litofiili, tarkoittaen, että se rakastaa kiviä ja sitä voi löytää maan silikaattipitoisesta vaipasta. Hafniumin radioaktiivinen isotooppi Hf-182, jonka puoliintumisaika on 8,9 miljoonaa vuotta, hajoaa W-182: ksi. Tämä tarkoittaa, että vaipassa tulisi olla enemmän W-182: ta kuin ytimessä, tutkijat perustelivat.
"Siksi kemiallinen vaihtaminen ytimen ja vaippolähteiden lähteen välillä voisi olla havaittavissa valtameren saarten basaalien suhteessa 182W / 184W", jotka tulevat vaipan palloista, tutkijat kirjoittivat tutkimuksessa.
Mutta tämä ero volframissa olisi uskomattoman pieni: Vaipan ja ytimen volframi-182-koostumuksen odotettiin eroavan vain noin 200 miljoonasosalla (ppm). "Alle viisi laboratoriota maailmassa voi tehdä tämän tyyppisiä analyysejä", tutkijat kirjoittivat The Conversation -lehdessä.
Lisäksi ei ole helppoa tutkia ydintä, koska se alkaa noin 1 800 mailin (2 900 km) syvyydestä maan alla. Tätä näkökulmaa ajatellen syvin reikä, jonka ihmiset ovat koskaan kaivanneet, on Venäjällä sijaitseva Kola Superdeep -reikä, jonka syvyys on noin 12 km.
Joten tutkijat tutkivat seuraavaa parasta: kiviä, jotka itsivät maan pinnalle syvästä vaipasta Pilbara Cratonissa Länsi-Australiassa, ja Réunionin saaren ja Kerguelenin saaristopaikoilla Intian valtamerellä.
Vuoto havaittu
Näiden kivien volframimäärä paljasti vuodon ytimestä. Maan vaipan aikana W-182: n ja W-184: n suhteessa tapahtui suuri muutos maapallon elinaikana, tutkijat havaitsivat. Kummallista, että maan vanhimmilla kivillä on korkeampi W-182: n ja W-184: n suhde kuin useimmilla nykyajan kivillä, he havaitsivat.
"Vaipan 182W / 184W-suhteen muutos osoittaa, että sydämestä tuleva volframi on vuotanut vaippaan pitkään", tutkijat kirjoittivat The Conversation -lehdessä.
Maa on noin 4,5 miljardia vuotta vanha. Maapallon vanhimmissa vaippakallioissa ei kuitenkaan tapahtunut merkittäviä muutoksia volframi-isotoopeissa. Tämä viittaa siihen, että 4,3 miljardista 2,7 miljardiin vuoteen sitten materiaalia ei vaihdettu vähän tai ei lainkaan ytimestä ylävaippaan, tutkijat kertoivat.
Mutta viimeisen 2,5 miljardin vuoden aikana vaipan volframi-isotooppikoostumus on muuttunut huomattavasti. Miksi näin tapahtui? Jos vaippapölyt nousevat ydinvaipan rajalta, niin kenties, kuten saha, maapallon pinta-ala menee alas syvään vaippaan, tutkijat totesivat. Tässä pintamateriaalissa on happea, elementti, joka voi vaikuttaa volframiin, tutkijat sanoivat.
"Subduktio, termi, jota käytetään kivien kanssa maanpinnasta laskeutuessa vaippaan, vie happea sisältävän materiaalin pinnasta syvään vaippaan kiinteänä osana levytektoniikkaa", tutkijat kirjoittivat The Conversation -lehdessä. "Kokeet osoittavat, että happipitoisuuden lisääntyminen ytimen vaipan rajalla voi aiheuttaa volframin erottumisen ytimestä vaippaan."
Tai ehkä, kun sisäydin jähmettyi Maan muodostumisen jälkeen, happea pitoisuus ulommassa ytimessä nousi, tutkijat sanoivat. "Tässä tapauksessa uudet tuloksemme voivat kertoa meille jotain ytimen evoluutiosta, mukaan lukien Maan magneettikentän alkuperä", he kirjoittivat The Conversation -lehdessä.
