Исследование: ядро Земли остывает быстрее, чем считалось

18.01.2022, 11:27
4,5 миллиарда лет назад на поверхности молодой Земли преобладали экстремальные температуры. Планета была покрыта глубоким океаном магмы. За миллионы лет поверхность остыла, образовав хрупкую кору. Однако тепловая энергия, исходящая из недр Земли, до сих пор отвечает за мантийную конвекцию, тектонику плит и вулканизм. Насколько быстро остывает земное ядро?
Екатерина Бельчикова
Исследование: ядро Земли остывает быстрее, чем считалось

Эволюция нашей Земли — это история ее охлаждения!  

Однако ученые до сих пор не знают, как быстро Земля остывала, и сколько времени может потребоваться для охлаждения, которое приводит к остановке процессов внутри планеты. Один из способов узнать ответ на эти вопросы заключается в изучении теплопроводности минералов, образующих границу между ядром Земли и мантией.

Этот пограничный слой важен, потому что именно здесь вязкая порода мантии Земли находится в непосредственном контакте с горячим железоникелевым расплавом внешнего ядра планеты. Пограничный слой образован в основном из минерала бриджманита. Однако исследователям трудно оценить, сколько тепла этот минерал проводит от ядра Земли к мантии, поскольку теплопроводность зависит от условий, в которых находится минерал, а эти условия совершенно экстремальные и воссоздать их трудно.

Ученые из Высшей технической школы в Цюрихе, Швейцария, разработали сложную измерительную систему, которая позволяет им изучать теплопроводность бриджманита в лаборатории при условиях, создавая давление и температуру, которые преобладают внутри Земли. В ходе экспериментов ученые использовали систему оптического поглощения в алмазной ячейке, нагреваемой импульсным лазером. Внутрь ячейки они помещали кристалл бриджманита. 

Исследование показало, что теплопроводность бриджманита примерно в 1,5 раза выше, чем предполагалось. Это говорит о том, что тепловой поток из ядра в мантию больше, чем считалось ранее. Это, в свою очередь, увеличивает мантийную конвекцию и ускоряет охлаждение Земли, что может привести к замедлению тектоники плит, которая поддерживается конвективными движениями мантии.

«Наши результаты — новый взгляд на эволюцию динамики Земли. Они предполагают, что Земля, как и другие скалистые планеты Меркурий и Марс, охлаждается и становится неактивной гораздо быстрее, чем ожидалось», — объясняют ученые.

©  Популярная Механика