Krystaly magnesiowustitu při rozdrcení ztratí schopnost infračerveného přenosu. Klikni pro zvětšení
Vědci z geofyzikální laboratoře Carnegie Institution zjistili, že některé minerály přestávají infračervené světlo, když se blíží k jádru Země. I když přenášejí infračervené světlo dokonale dobře na povrch, ve skutečnosti ho absorbují, když jsou rozdrceni intenzivními tlaky v blízkosti zemského jádra. Tento objev pomůže vědcům lépe pochopit tok tepla v zemském vnitřku a pomůže vyvinout nové modely planetární formace a vývoje.
Podle nové studie Geofyzikální laboratoře Carnegie ztratily minerály, které jsou drceny intenzivním tlakem v blízkosti zemského jádra, velkou část své schopnosti vést infračervené světlo. Vzhledem k tomu, že infračervené světlo přispívá k proudění tepla, výsledkem jsou některé dlouhodobé představy o přenosu tepla ve spodním plášti, vrstvě roztavené horniny, která obklopuje pevné jádro Země. Tato práce by mohla pomoci studovat plášťové chocholy - velké sloupy horkého horečka magmatu, o kterém se předpokládá, že vytváří rysy, jako jsou havajské ostrovy a Island.
Krystaly magnesiowustitu, běžný minerál v hluboké Zemi, mohou přenášet infračervené světlo při normálních atmosférických tlacích. Když jsou však krystaly stlačeny na více než půl milionunásobku tlaku na hladinu moře, absorbují místo toho infračervené světlo, které brání toku tepla. Výzkum se objeví v čísle 26. května 2006 časopisu Science.
Zaměstnanci Carnegie Alexander Goncharov a Viktor Struzhkin s postdoktorským kolegou Stevenem Jacobsenem lisovali krystaly magnesiowustitu pomocí diamantové kovadlinky - komůrky vázané dvěma supertvrdými diamanty schopnými vytvářet neuvěřitelný tlak. Poté prosvítili intenzivní světlo skrze krystaly a měřili vlnové délky světla, které jej procházely. K jejich překvapení stlačené krystaly absorbovaly velkou část světla v infračerveném pásmu, což naznačuje, že magnesiowustit je při vysokých tlacích špatným vodičem tepla.
"Tok tepla v hlubokém nitru Země hraje důležitou roli v dynamice, struktuře a vývoji planety," řekl Goncharov. Existují tři primární mechanismy, kterými může teplo v hluboké Zemi cirkulovat: vedení, přenos tepla z jednoho materiálu nebo oblasti do druhého; záření, tok energie přes infračervené světlo; a proudění, pohyb horkého materiálu. "Relativní množství tepelného toku z těchto tří mechanismů je v současné době předmětem intenzivní debaty," dodal Goncharov.
Magnesiowustit je druhý nejběžnější minerál ve spodním plášti. Protože při vysokých tlacích nepřenáší teplo dobře, může minerál ve skutečnosti tvořit izolační skvrny kolem velké části zemského jádra. Pokud tomu tak je, záření nemusí v těchto oblastech přispívat k celkovému toku tepla a při odvádění tepla z jádra může hrát větší roli vedení a proudění.
"Je ještě příliš brzy na to, abychom přesně řekli, jak tento objev ovlivní geofyziku hlubin Země," řekl Goncharov. "Ale tolik toho, co předpokládáme o hluboké Zemi, závisí na našich modelech přenosu tepla a tato studie to hodně zpochybňuje."
Původní zdroj: Carnegie Institution
