Kristali magnesiovustita gube sposobnost infracrvenog prenosa prilikom stiskanja. Klikni za veću sliku
Istraživači iz Geofizičkog laboratorija Instituta Carnegie otkrili su da određeni minerali prestaju provoditi infracrveno svjetlo dok se nalaze u blizini zemljine jezgre. Iako savršeno dobro prenose infracrveno svjetlo na površini, oni ga zapravo apsorbiraju kad ga pritisnu snažni pritisci u blizini zemljine jezgre. Ovo otkriće pomoći će znanstvenicima da bolje razumiju protok topline u Zemljinoj unutrašnjosti, kao i pomoći u razvoju novih modela planetarne formacije i evolucije.
Minerali drobljeni snažnim pritiskom u blizini zemljine jezgre gube veći dio svoje sposobnosti provođenja infracrvenog svjetla, navodi se u novom istraživanju Geofizičkog laboratorija Instituta Carnegie. Budući da infracrvena svjetlost doprinosi protoku topline, rezultat izaziva neke dugo zadržane predodžbe o prijenosu topline u donjem plaštu, sloju rastopljene stijene koji okružuje čvrstu jezgru Zemlje. Djelo bi moglo pomoći proučavanju plastenika plašta - velikih stupova vruće magme za koje se vjeruje da proizvode značajke poput Havajskih otoka i Islanda.
Kristali magnesiowustita, uobičajenog minerala unutar duboke Zemlje, mogu prenositi infracrvenu svjetlost pri normalnim atmosferskim pritiscima. Ali kada se pritisne na više od pola milijuna puta više od tlaka na razini mora, ovi kristali umjesto toga apsorbiraju infracrveno svjetlo, što sprečava protok topline. Istraživanje će se pojaviti u izdanju časopisa Science 26. svibnja 2006.
Članovi Carnegieja Alexander Goncharov i Viktor Struzhkin, s postdoktorskim kolegom Stevenom Jacobsenom, prešali su kristale magnesiowustite koristeći dijamantsku nakovan stanicu - komoru povezanu s dva super tvrda dijamanta koja je sposobna stvoriti nevjerojatan pritisak. Potom su svjetlucali intenzivnom svjetlošću kroz kristale i izmjerili valne duljine svjetlosti koje su prodirale. Na svoje iznenađenje, komprimirani kristali su apsorbirali velik dio svjetla u infracrvenom rasponu, što sugerira da je magnesiowustite loš provodnik topline pri visokim pritiscima.
"Tok topline u dubokoj Zemljinoj unutrašnjosti igra važnu ulogu u dinamici, strukturi i evoluciji planeta", rekao je Goncharov. Postoje tri osnovna mehanizma pomoću kojih će toplina vjerojatno kružiti u dubokoj Zemlji: vodljivost, prijenos topline iz jednog materijala u drugo područje; zračenje, protok energije putem infracrvene svjetlosti; i konvekcija, kretanje vrućeg materijala. "O relativnoj količini toplinskog toka iz ova tri mehanizma se trenutno vodi intenzivna rasprava", dodao je Goncharov.
Magnesiowustite je drugi najčešći mineral u donjem plaštu. Budući da dobro ne prenosi toplinu pri visokim pritiscima, mineral bi zapravo mogao tvoriti izolacijske zakrpe oko većine Zemljine jezgre. Ako je to slučaj, zračenje možda neće pridonijeti ukupnom protoku topline u tim područjima, a kondukcija i konvekcija mogu igrati veću ulogu u odvodu topline iz jezgre.
"Još je prerano za reći točno kako će ovo otkriće utjecati na geofiziku duboke Zemlje", rekao je Goncharov. "Ali toliko od onoga što pretpostavljamo o dubokoj Zemlji ovisi o našim modelima prijenosa topline, a ova studija postavlja mnogo toga u pitanje."
Izvorni izvor: Carnegie Institution
