Чрезвычайно горячие недра Земли медленно остывают, но насколько быстро, остается неизвестным. Изучая, насколько хорошо распространенный глубокоземной минерал проводит тепло, исследователи обнаружили, что внутренняя часть планеты может охлаждаться намного быстрее, чем мы думали.
Земля — это, по сути, гигантский пирог, который остывает на подоконнике уже 4,5 миллиарда лет. Сначала он был раскаленным от поверхности к центру, покрытый океанами магмы, но когда он остыл снаружи, образовалась твердая каменная корка. Ядро по-прежнему излучает огромное количество тепла в мантию, что приводит к полным жизни процессам, таким как тектоника плит и вулканизм, но оно тоже со временем остынет.
Сколько именно времени это займет, остается загадкой, но в новом исследовании ученые из Института Карнеги и Швейцарской высшей технической школы Цюриха искали некоторые ответы, исследуя ключевой минерал под названием бриджманит. Пограничный слой между внешним ядром и нижней мантией состоит в основном из бриджманита, поэтому изучение того, насколько хорошо этот минерал проводит тепло, может иметь серьезные последствия для планеты. Проблема в том, что собрать эти измерения сложно в лаборатории.
Поэтому исследователи поместили образцы бриджманита в ячейку с алмазными наковальнями, которая была нагрета с помощью лазерной системы, чтобы имитировать сильное давление и температуру глубоко внутри Земли. Затем они измерили теплопроводность бриджманита через систему оптического поглощения.
Команда обнаружила, что бриджманит примерно в 1,5 раза лучше проводит тепло, чем считалось долгое время. Это, в свою очередь, будет означать, что тепло легче переходит из ядра в мантию, ускоряя скорость охлаждения внутренней части Земли.
И со временем это может стать еще быстрее. Когда бриджманит остывает, он превращается в другой минерал, называемый постперовскитом, который является еще более эффективным проводником тепла. Когда этот новый минерал начнет доминировать на границе, внутренняя часть Земли может остыть еще быстрее.
«Наши результаты могут дать нам новый взгляд на эволюцию динамики Земли», — сказал Мотохико Мураками, автор исследования. «Они предполагают, что Земля, как и другие твердые планеты Меркурий и Марс, остывает и становится неактивной гораздо быстрее, чем ожидалось».
Хотя исследователи не могут быть уверены, сколько времени может занять этот процесс, важно отметить, что это ускорение происходит в геологических временных масштабах. Недра Земли могут остывать быстрее, чем считалось ранее, но это все равно произойдет в течение миллиардов лет.
Исследование было опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters.
Источник: ETH Zurich.
