Atrodo, kad tyrėjų komanda, vadovaujama Ho-Kwang Mao iš Carnegie instituto JAV, atskleidė paslaptį, kuri ilgą laiką vargino geologus. Autoriai paaiškino, iš kokių mineralų sulėtėja seisminių bangų zonos ties šerdies ir mantijos kraštu, ir atkuria jos formavimo procesą laboratorijoje. Jei mokslininkų išvados yra teisingos, tada tokios zonos pasirodo kaip milžiniškas deguonies saugykla, kuri gali įtakoti gyvenimo Žemėje istoriją. Mokslinis straipsnis su tyrimo rezultatais buvo paskelbtas žurnale „Nature“2017 m. Lapkričio 22 d.
Kaip mes žinome, kas yra po mūsų kojomis? Šis paprastas klausimas yra geologų galvos skausmas. Kelionė į Žemės centrą egzistuoja tik mokslinės fantastikos knygų puslapiuose, tačiau iš tikrųjų rekordinis gręžimo gylis vos viršija 12 kilometrų.
- „Salik.biz“
Mokslininkams padėjo seisminės bangos, kurios skirtingais būdais pasklido skirtingo tankio uolienose ir leido atlikti „ultragarsą“pačiose mūsų planetos gelmėse. Tačiau informacija, kurią galima gauti atliekant tokį nuskaitymą, yra neišsami. Dažnai gauti atsakymai kelia tik naujus klausimus. Tiesą sakant, kaip ir bet kurioje kitoje mokslo srityje.
2900 km gylyje yra šerdies ir mantijos riba. Geologai jau seniai atrado sritis, kuriose seisminės bangos juda neįprastai lėtai. Jie buvo vadinami ultra-low speed zone, angliškai ultra-mažo greičio zonomis, taigi santrumpa UVZ. Bet kas tai? Kokia paslaptinga medžiaga tiek stipriai sulėtina žemės virpesius?
Šis klausimas ilgą laiką buvo svarstomas mokslininkų, ir jau buvo pasiūlyta daugybė hipotezių. Tačiau jie visi turi vieną trūkumą: reikia paaiškinti, kaip visa reikalinga medžiaga baigėsi tokiu gyliu.
Panašu, kad Ho-Kvano komanda vienu akmeniu užmušė du paukščius. Tyrėjai rado tinkamą mineralą ir paprastą jo formavimo mechanizmą vietoje. Tiesa, ši sėkmė paskatino klausimą, ar reikia ką nors peržiūrėti Žemės biosferos istorijoje.
Mineralas, kuris autoriams patiko, yra geležies peroksidas FeO2Hx (vandenilio atomų skaičius gali būti skirtingas). Kalbėdami apie savo pirmtakų darbą, jie sako, kad jie yra stabilūs apatinės mantijos sąlygomis.
Bet iš kur to galite gauti? Norėdami atsakyti į šį klausimą, mokslininkai laboratorijoje atkūrė nedidelę dalį vidinio gylio. Deimantų griebtuvai suspaudė medžiagą, sukurdami 860 tūkstančių atmosferų slėgį. Lazerio spindulys, skverbiantis permatomas deimantų plokšteles, kaitino reagentus iki 1900 laipsnių Celsijaus.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Šiomis sąlygomis, kaip nustatė autoriai, geležies peroksidas susidaro iš paprasčiausių komponentų: geležies ir vandens. Žemės šerdyje yra tiek geležies, kiek reikia - iš tikrųjų ji daugiausia pagaminta iš šio metalo. Ir vanduo? Anot autorių, kasmet dėl tektoninių plokščių judėjimo į mantijos gilumą patenka 300 milijonų tonų vandens. Jų skaičiavimais, dešimtadaliui viso pasaulio vandenyno vandens pakaktų sukurti visą stebimą UVZ. Palyginimui: kai kuriais skaičiavimais, Žemės viduje yra 90 kartų daugiau vandens, įskaitant plutą, mantiją ir šerdį, nei paviršiuje.
Pasirodo, reikalingas mineralas susidaro mantijos ir šerdies ribose iš medžiagų, kurių ten yra pakankamai. Bet ar tai iš tikrųjų lemia vaizdą, kuris stebimas seismogramose?
Tyrėjai taip pat tai išbandė. Naudodamiesi eksperimentais ir teoriniais skaičiavimais, jie nustatė, kad reikiamas charakteristikas (garso greitį, tankį ir kt.) Turi mišinys, kuriame 40–50% yra geležies peroksidas, o likusi dalis yra įprastose apatinės mantijos uolienose. Tokio mišinio savybės puikiai atitinka stebėjimo duomenis, gautus iš UVZ. Panašu, kad buvo atskleista paslaptingų „sulėtėjimo zonų“paslaptis.
Tačiau šis atradimas kelia kitų įdomių klausimų. Kaip paaiškinta pranešime spaudai, geležies peroksido nuosėdos yra milžiniškas deguonies rezervuaras. Retkarčiais deguonis gali išsiskirti ir pasiekti paviršių. Tokių įvykių padariniai ir galimas ryšys su klimato pokyčiais, masiniu išnykimu ir kitais didingais įvykiais dar turi būti ištirti.