محققان ˮموسسه فناوری فدرال زوریخˮ در مطالعه اخیرشان اظهار کرده اند بخش داخلی زمین(Earth’s interior) سریع تر از آنچه تصور می شد، درحال سرد شدن است.
به گزارش روش سئو به نقل از ایسنا و به نقل از تی ای، تکامل سیاره زمین را میتوان با بررسی آن طی ۴.۵ میلیارد سال قبل توصیف کرد. در آن زمان سطح زمین با اقیانوس عمیقی از ماگما پوشیده شده بود. در خلال میلیونها سال، سطح سیاره سرد شد و پوسته ای شکننده را تشکیل داد. باآنکه بازهم بعضی از سوالات مانند این که طی این مدت زمین با چه سرعتی سرد شده و این که چه مدت امکان دارد طول بکشد تا این خنک شدن مداوم، فرآیندهای گرمایی ذکر شده را متوقف نماید، همچنان بی پاسخ مانده است.
“رسانندگی گرمایی”(thermal conductivity) مواد معدنی می تواند پاسخ این سوالات باشد. رسانندگی گرمایی در فیزیک خاصیتی از اجسام است که مبین توانایی آنها در انتقال گرما می باشد.
این رسانندگی گرمایی مواد معدنی مرز بین هسته و گوشته زمین را تشکیل می دهد. این لایه مرزی مرتبط می باشد چونکه اینجاست که سنگ چسبناک گوشته زمین در تماس مستقیم با گدازه داغ آهن نیکل هسته خارجی سیاره قرار می گیرد. به علت تند بودن گرادیان دما بین هر دو لایه، گرمای زیادی باید در اینجا جریان داشته باشد. این لایه مرزی از ماده معدنی بریگمانیت(bridgmanite) ساخته شده است.
با این وجود، تخمین این که این ماده معدنی چه میزان گرما را از هسته زمین به گوشته هدایت می کند، دشوار است چونکه آزمایش تجربی آن بسیار دشوار است. به تازگی دانشمندان موسسه فناوری فدرال زوریخ یک سیستم اندازه گیری پیچیده بوجود آورده اند که این سیستم آنها را قادر می سازد رسانندگی گرمایی بریگمانیت را در آزمایشگاه و در شرایط فشار و دمایی که در داخل زمین حاکم است، اندازه گیری کنند.
پروفسور “موتوهیکو موراکامی”(Motohiko Murakami) از موسسه فناوری فدرال زوریخ اظهار داشت: این سیستم اندازه گیری به ما اجازه می دهد تا نشان دهیم که رسانندگی گرمایی بریگمانیت حدود ۱.۵ برابر بیشتر از حدی است که تابحال فرض شده است. این نشان داده است که جریان گرما از هسته به گوشته هم بیشتر از آن چیزی است که قبلا تصور می شد. جریان گرمای بیشتر به نوبه خود، سرعت جریان همرفت گوشته را زیاد می کند و خنک شدن زمین را تسریع می کند. این امر امکان دارد سبب شود که زمین ساخت صفحه ای یا تکتونیک صفحه ای که با حرکات همرفتی گوشته ادامه می یابد، سریع تر از آنچه محققان بر مبنای مقادیر رسانش گرمایی قبلی انتظار داشتند، کند شود.
همرفت گوشته زمین، خزش بسیار آهسته گوشته جامد سیلیکاتی زمین است که ناشی از جریان های همرفت حامل گرما از درون سیاره به سطح آن است.
دانشمندان همینطور نشان داده اند که سرد شدن سریع گوشته سبب تغییر فازهای معدنی پایدار در مرز هسته و گوشته می شود. چون که بعد از سرد شدن، بریگمانیت به ماده معدنی پسا پروسکایت(post-perovskite) تبدیل می شود.
پسا پروسکایت یک فاز فشار بالا از سیلیکات منیزیم(MgSiO۳)است. این ماده از ترکیب اجزا سازنده اکسید اصلی گوشته سنگی زمین(MgO و SiO۲) تشکیل شده و فشار و درجه حرارت آن برای پایداری نشان داده است که احیانا در قسمت هایی از اعماق زمین، چند صد کیلومتری گوشته زمین رخ می دهد.
موراکامی اظهار داشت: نتایج مطالعه ما می تواند دیدگاه جدیدی در مورد تکامل حرکت زمین به ما عرضه نماید. یافته ها نشان می دهند که زمین هم مانند دیگر سیارات سنگی همانند عطارد و مریخ، بسیار سریع تر از حد انتظار درحال خنک شدن و غیرفعال شدن است. با این وجود، نمی توانیم بگوییم که برای مثال توقف جریان های همرفتی در گوشته چقدر طول خواهد کشید. ما هنوز اطلاعات کافی در مورد این نوع رویدادها نداریم تا بتوانیم زمان دقیق رخ دادن آنها را مشخص نماییم.
منبع: روش سئو
