Земля может остывать быстрее предполагаемого

Швейцария

• Земля

Все время своего существования наша планета медленно, но неуклонно охлаждается. В момент образования около 4,5 миллиардов лет назад она представляла собой единый океан раскаленной магмы. Но через какое-то время ее верхние слои потихоньку охладились и образовалась земная кора. Однако внутри Земли все еще действуют процессы, сопровождающиеся выделением тепловой энергии. Из-за этого происходят тектонические сдвиги, в мантии циркулируют магматические потоки, извергаются вулканы.

При этом остается неизвестным, как быстро идет охлаждение Земли и на сколько еще хватит энергии ее недр. Ответ на эти вопросы заключается в процессах, происходящих в ядре. Но приблизительную оценку скорости теплообмена можно получить, если определить теплопроводность вещества, находящегося на границе между железоникелевым ядром и мантией. Именно здесь выделяющаяся в ядре энергия передается слоям, лежащим выше. В составе этого пограничного материала основную часть занимает минерал бриджманит (bridgmanite). Однако теплопроводность его определить непросто, так как внутри планеты условия совершенно особые.

Профессор Швейцарской высшей технической школы Цюриха Мотохико Мураками (Motohiko Murakami) и его американские коллеги создали методику, которая дает возможность определить теплопроводность бриджманита в лабораторных условиях, смоделировав условия, которые существуют в недрах планеты. В ходе эксперимента исследователи использовали систему оптического поглощения в алмазной ячейке, нагреваемой импульсным излучением лазера. Минерал находился внутри этой алмазной ячейки. Оказалось, что теплоотдача бриджманита больше той, которая изначально предполагалась, в полтора раза.

Это значит, что перенос тепла от ядра происходит более интенсивно и остывание Земли идет быстрее, чем ожидали. Это может привести к замедлению движения тектонических плит и замене минеральных фаз в пограничной зоне. Речь идет о том, что при охлаждении бриджманит превращается в постперовскит, у которого теплопроводность еще выше, а значит и охлаждение происходит еще более ускоренными темпами. Однако это пока только незначительная часть общей картины эволюции Земли и делать какие-то конкретные выводы было бы некорректно. Статья специалистов опубликована в Earth and Planetary Science Letters.

Вера Максимова, 24.01.2022 21:15