A Föld Köpenye Melegebb, Mint A Tudósok Gondolták

A megállapítás segítséget nyújt a tudósoknak a bolygó geodinamikai folyamatainak pontosabb modellezésében.

Mennyire meleg a Föld perzselő belseje? Dagadó 2, 570 Fahrenheit fok (1, 410 Celsius fok) - derül ki egy új tanulmányból.

A felfedezésből kiderül, hogy a Föld óceánjai alatti köpeny - a kéreg alatti terület, amely a bolygó belső folyékony magjáig nyúlik le - majdnem 60 ° C-kal (60 ° C) melegebb, mint a tudósok korábban gondolták - mondták a kutatók. A megállapítás segíteni fogja a tudósokat, hogy pontosabban modellezzék a Föld számos geodinamikai folyamatát, beleértve a lemezes tektonikát is.

"Ilyen forró köpeny birtoklása azt jelentheti, hogy a köpeny kevésbé viszkózus (könnyebben áramlik), ami megmagyarázhatja, hogy a tektonikus lemezek miként képesek az asthenoszféra tetején mozogni" - mondta a Föld köpenyének felső rétege - mondta Emily Sarafian, a tanulmány vezető kutatója., a Massachusettsi Műszaki Intézet és a Woods Hole Okeanográfiai Intézet közös programjának geológiai és geofizikai tanszékének doktorandusa. [Photo Timeline: Hogyan alakult ki a Föld].

A hőmérséklet hatása az asztenoszférára nem nagyon különbözik a méz forró hőmérsékletétől, mondta.

"Ha a mézet egy órára a hűtőbe teszi, akkor alig fog folyni, amikor kiveszi" - mondta Sarafian a Live Science-nek küldött e-mailben. "Ha ehelyett mézet tesz a tűzhelyre, az nagyon könnyen folyik, mert melegebb."

Mantle rejtély

Sok nyom arra utal, hogy a Föld óceánjai alatt a palást forróan lobog. Például generálja azt a lávát, amely a víz alatti vulkánokból tör ki. Nyilvánvaló okokból azonban a tudósok nem utazhatnak a palásthoz, és közvetlenül nem mérhetik meg a hőmérsékletet, amelyen megolvad.

Ehelyett a tudósok palástköveket hoznak létre a laboratóriumokban az ásványi építőelemek porainak kombinálásával - mondta Sarafian.

"Ha szintetikus palástkőzetük van, köpenynyomásnak és hőmérsékletnek teszik ki a kőzetet, hogy meghatározzák azt a hőmérsékletet, amelyen a kőzet adott nyomáson megolvad" - mondta. A hőmérséklet kis időközönként és különböző nyomásokon történő növelésével a tudósok pontosan észrevehetik, amikor a szintetikus palástkőzet megolvad - ezt a körülményt köpeny szilárdnak nevezik.

De ennek a kísérletnek van egy fő problémája: a víz.

A mantlakövek kis mennyiségű vizet tartalmaznak, de hihetetlenül nehéz biztosítani, hogy a laboratóriumi mintákban a megfelelő mennyiségű víz legyen - mondta Sarafian. Sőt, a légkör vizet tartalmaz, "tehát kísérletei valamilyen ismeretlen mennyiségű vizet adszorbeálnak, és nem teljesen szárazak" - mondta.

A tudósok tisztában vannak ezzel a problémával, "de soha nem tudták számszerűsíteni, hogy mennyi víz volt a kísérleteikben, mert az ásványi szemcsék, amelyek a kísérleti futtatás során köpenynyomáson és hőmérsékleten nőnek, túl kicsi ahhoz, hogy a jelenlegi analitikai technikákkal mérni lehessen". mondott.

A kutatóknak érthető módon számolniuk kell a vízzel ezekben a kísérletekben, mivel a kőzetekben lévő víz csökkentheti a kőzetek olvadási hőmérsékletét. A múltban a kutatók úgy döntöttek, hogy száraz szintetikus kőzeten végeznek kísérleteket, majd matematikailag vizet adnak az egyenlethez - mondta.

De, mint később Sarafian és munkatársai megtudták, a légkörben lévő víz miatt ezek a "száraz" kísérletek valójában nem voltak szárazak; inkább nagyjából ugyanannyi vizet tartalmaztak, mint a köpenyben - mondta. Így az eredmények kijavítása matematikailag víz hozzáadásával szükségtelen volt, és pontatlanná tette az eredményeket.

Olivine a megmentéshez

Az olivin nevű ásványi anyag segített Sarafiannak és kollégáinak egy másik módon megoldani a rejtvényt. Az olivin szemcsék körülbelül akkorák, mint a finom homok, és elég nagyok ahhoz, hogy a kutatók pontosan meg tudják mérni a szemekben a vizet. Ezenkívül az olivin jó jelölt, mert természetes módon fordul elő a köpenyben - mondta Sarafian.

"Olvadási kísérleteket végeztünk ugyanúgy, mint a korábbi tudósok, szintetikus kőzetet magas nyomásra és hőmérsékletre állítva, de ezeknek a szemcséknek a kísérleteinkhez adásával olyan célpontot adtunk magunknak, amely elég nagy volt ahhoz, hogy elemezzük a víztartalmat" mondott. [50 érdekes tény a Földről].

Kényelmesen a minta végül ugyanannyi vízzel rendelkezik, mint a palást, mondta Sarafian. Ez azt jelentette, hogy nem kellett egyenleteket használniuk adataik kijavításához - mondta.

Eredményeik szerint a palást megolvad, amikor viszonylag közel van a Föld felszínéhez. Ez ellentmond egy újabb közelmúltbeli megállapításnak, amely azt mutatta, hogy a köpeny valóban mélyen megolvad a Föld felszíne alatt.

"Ennek azt kellett jelentenie, hogy az elfogadott köpenyhőmérséklet-becslés túl alacsony volt, és valójában a köpeny 60 [C] C-kal (kb. 110 F) melegebb" - mondta Sarafian. "Ez egy nagyon jelentős ugrás!".

A felfedezés "értékelhető korrekció" az óceán alatti köpeny hőmérsékletére nézve - írta a Science folyóirat kísérő kommentárjában Paul Asimow, a Kaliforniai Műszaki Intézet geológiai és geokémiai professzora, aki nem vett részt a tanulmányban..

A megállapítás "megváltoztatja az astenoszféra geofizikai megfigyelésének értelmezését világszerte" - írta Asimow.

A tanulmány és a kommentár ma (március 2-án) online megjelent a Science folyóiratban.

Eredeti cikk a WordsSideKick.comről.