BOSTON - Zemes plašie magnētu okeāni, kas rikšo dziļi zem mūsu kājām, šķiet, sūknē skābekli planētas šķidrajā kodolā. Un tas skābeklis veido zemestrīces un vulkānus uz visas mūsu planētas.
Tā secināts Londonas Universitātes Koledžas fiziķa Dario Alfe otrdien (5. martā) šeit, Amerikas fizisko biedrības marta sanāksmē. Lai gan nav iespējams tieši novērot skābekli Zemes kodolā - tūkstošiem jūdžu karstu iežu apgrūtina šo skatu - Alfe un viņa līdzstrādnieki secinājumu izdarīšanai izmantoja seismoloģisko datu, ķīmijas un zināšanu par mūsu Saules sistēmas seno vēsturi kombināciju.
Galvenie pierādījumi tam, ka dzelzs kodolā slēpjas kaut kas līdzīgs skābeklim? Zemestrīces. Rumblings, ko mēs jūtam uz virsmas, ir viļņu rezultāts, kas pārvietojas pa visu mūsu planētu. Un šo viļņu izturēšanās piedāvā norādes uz Zemes saturu - gandrīz kā visas planētas ultraskaņu.
Kad zemestrīces viļņi atlec no serdes un atpakaļ uz virsmu, to forma norāda, ka šķidrā dzelzs ārējā serde ir ievērojami mazāk blīva nekā spiedienam pakļautā cietā dzelzs serde tās iekšienē. Un šī blīvuma atšķirība ietekmē zemestrīču formu un vulkānu izturēšanos uz virsmas. Bet tas nav tā, kā vajadzētu izturēties ar tīru dzelzi, Alfe pēc sarunas stāstīja Live Science.
"Ja serde bija tīra dzelzs, blīvuma kontrastam starp cieto iekšējo serdi un šķidrumu jābūt apmēram 1,5 procentiem," viņš teica. "Bet seismoloģija mums saka, ka tas vairāk līdzinās 5 procentiem."
Citiem vārdiem sakot, ārējā serde ir mazāk blīva, nekā tai vajadzētu būt, kas liek domāt, ka tajā ir sajaukts kāds elements, kas nav dzelzs, padarot to vieglāku.
Tāpēc rodas jautājums: Kāpēc vieglāko elementu vajadzētu sajaukt ar ārējo serdi, bet nevis ar cieto iekšējo serdi?
Kad atomi ir šķidrā stāvoklī, tie brīvi plūst viens otram garām, dodot iespēju dažādu elementu sajaukumam līdzāspastāvēt pat iekšējās Zemes galējā vidē, sacīja Alfe. Bet, tā kā ārkārtīgi spiedieni piespiež iekšējo serdi cietā stāvoklī, tur esošie atomi veido stingrāku ķīmisko saišu režģi. Un šī stingrākā struktūra tik viegli neaptver svešķermeņus. Veidojoties cietajam kodolam, tā šķidrajā vidē būtu izkaisīti skābekļa atomi un citi piemaisījumi, piemēram, zobu pasta, kas izšauj no izspiestas caurules.
"Jūs redzat līdzīgu efektu aisbergos," viņš teica.
Kad sālsūdens okeānā sasalst, tas izvada no tā piemaisījumus. Tātad aisbergi nonāk cietā saldūdens gabalos, kas peld pāri ar nātriju bagātam okeānam.
Nav tiešu pierādījumu tam, ka šķidrā serdeņa vieglākais elements ir skābeklis, sacīja Alfe. Bet mūsu planēta veidojās no agrīnās saules sistēmas putekļu mākoņiem, un mēs zinām, kādi elementi tur bija.
Pētniecības grupa izslēdza citus elementus, piemēram, silīciju, kas teorētiski varētu būt kodolā, pamatojoties uz šī mākoņa aplauzumu, bet nepaskaidro novēroto efektu. Viņš sacīja, ka kā visticamākais kandidāts tika atstāts skābeklis.
Turklāt skābekļa līmeņi, kas teorētiski atrodas kodolā, šķiet zemāki par to, ko ķīmija varētu prognozēt, ņemot vērā apvalka skābekļa saturu. Tas liek domāt, ka vairāk skābekļa, iespējams, ķīmiski tiek iesūknēts ārējā kodolā pat šodien no vairāk ar skābekli bagātas mantiņas, kas to ieskauj.
Vaicāts, kā izskatās skābeklis kodolā, Alfe sacīja, ka nav iedomājies burbuļus vai pat rūsu, kas veidojas, kad dzelzs saistās tieši ar skābekli. Tā vietā tajās temperatūrās un spiedienos skābekļa atomi brīvi peldēs starp dzelzs atomiem, veidojot straujus šķidra dzelzs salipumus.
"Ja jūs paņemat šķidruma paku, kurā ir 90 dzelzs atomi un 10 skābekļa atomi, šī pakotne būs mazāk blīva nekā tīra dzelzs pakete", un tādējādi tā peldēs, sacīja Alfe.
Lai palīdzētu apstiprināt šos rezultātus, Alfe sacīja, ka viņš ar nepacietību gaida centienu rezultātus, lai izmērītu neitrīnus, kas veidojas uz mūsu planētas un izstaro virsmas virzienā. Kaut arī "ģeoneutrīni" ir ļoti reti sastopami, viņš sacīja, viņi var piedāvāt daudz informācijas par to, kas konkrēti notiek uz planētas, kad viņi parādās.
Bet, neveicot tiešu piekļuvi kodolam, fiziķi vienmēr būs iestrēguši, balstoties uz ierobežotiem, sekundāriem datiem, pēc iespējas labāk novērtējot to.
