Een onbekend fenomeen creëert een mysterieuze nieuwe laag: ScienceAlert

Water van het aardoppervlak kan zijn weg diep in de planeet vinden, en nieuw onderzoek legt uit hoe het de buitenste regio van de vloeibare metalen kern verandert.

De ontdekking zou de aanwezigheid kunnen verklaren van een dunne laag materiaal op de planeet die geologen al tientallen jaren in verwarring brengt.

De aardkorst bestaat uit tektonische platen die onder elkaar schuren en glijden; Over miljarden jaren, dit Subductie De gebieden verplaatsten het water naar beneden mantel.

Wanneer dit water de kerngrens van de mantel bereikt, ongeveer 2.900 kilometer (1.800 mijl) onder het oppervlak, veroorzaakt het een krachtige chemische reactie. Een team uit Zuid-Korea, de VS en Duitsland heeft aangetoond dat hierdoor een waterstofrijke bovenlaag ontstaat, waardoor silica naar de ondermantel wordt gestuurd.

“Jarenlang werd gedacht dat de fysieke uitwisseling tussen de kern en de mantel van de aarde minimaal was.” Hij zegt Materiaalwetenschapper Dan Shim van de Arizona State University.

“Onze recente experimenten onder hoge druk onthullen echter een ander verhaal: we ontdekten dat wanneer water de grens tussen de kern en de mantel bereikt, het reageert met silicium in de kern, waardoor silica ontstaat.”

de Buitenste kernHet mengsel van ijzer en nikkel speelt een belangrijke rol bij het genereren van het magnetische veld van de aarde, dat in essentie het leven op aarde beschermt tegen zonnewind en straling. Het is dus belangrijk om te begrijpen hoe het binnenste van de aarde werkt en hoe het zich in de loop van de tijd heeft ontwikkeld.

De grens tussen de kern en de mantel van de aarde verandert scherp van silicaat naar metaal, en er is weinig bekend over de chemische uitwisselingen.

Al deceniaOnderzoekers registreren Seismische golven Door het stroperige binnenste van de aarde is een dunne laag van meer dan een paar honderd kilometer dik gedocumenteerd, maar tot nu toe heeft niemand geweten waar deze voorgestelde “E Prime”-laag vandaan kwam.

“Wij suggereren dat een dergelijke chemische uitwisseling tussen de kern en de mantel gedurende gigajaren van diepwatertransport mogelijk heeft bijgedragen aan de vorming van het vermeende protostratum E.” Hij schrijft.

Seismologen hebben een aantal ongebruikelijke kenmerken in kaart gebracht die erop wijzen dat deze veranderde, vloeibare minerale laag minder dicht zal zijn en lagere seismische snelheden zal hebben. Aangenomen wordt dat deze dichtheidsverschillen verband houden met verschillende concentraties van lichte elementen, zoals waterstof of silicium.

Maar een toename van de concentratie van een enkel optisch element zou ervoor zorgen dat de snelheid toeneemt terwijl de dichtheid afneemt, waardoor het moeilijk wordt om seismische waarnemingen te verzoenen met de dynamische stabiliteit van de primaire E-laag.

Als mogelijke verklaring is het verhogen van de concentratie van het ene lichte element en het verlagen van de concentratie van een ander lichtelement naar voren gebracht. Wetenschappers waren zich echter niet bewust van dit uitwisselingsproces.

Het team gebruikte een hete laser Diamant aambeeldcellen Om de druk- en temperatuuromstandigheden op de kern-mantelgrens na te bootsen.

Ze toonden aan dat water dat in de kern van de aarde werd gedrenkt, chemisch kon reageren met materialen daar om de buitenste kern in een waterstofrijke laag te transformeren en silicakristallen te verspreiden die opstijgen en zich bij de mantel voegen.

De laag waterstofrijk, siliciumarm materiaal dat zich bovenaan de kern vormt, zal een lagere dichtheid en lagere snelheid hebben, consistent met waarnemingen van seismische golven.

De veranderende basisfilm kan op zijn beurt een aanzienlijke impact hebben op de film Diepe watercyclusHet team zegt dat hun bevindingen wijzen op een mondiale watercyclus die complexer is dan we dachten.

“Deze ontdekking, samen met de onze Vorige opmerking Van diamanten gevormd door de reactie van water met koolstof in vloeibaar ijzer onder extreme druk.” Shim Hij zegt“Het duidt op een veel dynamischere interactie tussen de kern en de mantel, wat wijst op een aanzienlijke fysieke uitwisseling.”

Het onderzoek is gepubliceerd in Natuurlijke aardwetenschappen.