Zdá se, že tým vědců vedený Ho-Kwangem Maem z Carnegie Institution ve Spojených státech odhalil tajemství, které geologům dlouho trápí. Autoři vysvětlili, z jakého minerálu zóny zpomalujících seismických vln na rozhraní jádro-plášť tvoří a reprodukovaly proces jeho formování v laboratoři. Pokud jsou závěry vědců správné, pak se takové zóny ukážou jako obrovské zásoby kyslíku, které mohou ovlivnit historii života na Zemi. Vědecký článek s výsledky studie byl publikován v časopise Nature dne 22. listopadu 2017.
Jak víme, co je pod nohama? Tato jednoduchá otázka je pro geology bolest hlavy. Cesta do středu Země existuje pouze na stránkách sci-fi knih, ale ve skutečnosti rekordní hloubka vrtání stěží přesahuje 12 kilometrů.
Seismické vlny přicházely na pomoc vědcům, kteří se šířili různými způsoby ve skalách různých hustot, umožňují provádět „ultrazvuk“do samých hloubek naší planety. Informace, které lze získat takovým skenováním, jsou však neúplné. Získané odpovědi často vyvolávají pouze nové otázky. Vlastně, jako v jakékoli jiné oblasti vědy.
V hloubce 2900 km se nachází hranice jádro-plášť. Geologové již dlouho objevili oblasti, ve kterých se seismické vlny pohybují neobvykle pomalu. Nazývali se zóny s velmi nízkou rychlostí, v angličtině zóny s velmi nízkou rychlostí, tedy zkratka UVZ. Ale co to je? Jaký záhadný materiál tolik zpomaluje vibrace Země?
O této otázce vědci dlouho diskutovali a již bylo navrženo mnoho hypotéz. Všichni však mají jednu nevýhodu: je třeba vysvětlit, jak nezbytná látka jako celek skončila v takové hloubce.
Zdá se, že tým Ho-Kwana zabil dva ptáky jedním kamenem. Vědci našli vhodný minerál a jednoduchý mechanismus pro jeho tvorbu přímo na místě. Je pravda, že tento úspěch vedl k otázce potřeby revidovat něco v historii biosféry Země.
Minerálem, který se autorům líbil, je peroxid železa FeO2Hx (počet atomů vodíku se může lišit). Když mluvíme o práci jejich předchůdců, říkají, že jsou stabilní v podmínkách spodního pláště.
Ale odkud to můžete získat? Na odpověď na tuto otázku vědci znovu vytvořili malou část pekelných hloubek v laboratoři. Diamantové drapáky komprimovaly látku a vytvářely tlak 860 tisíc atmosfér. Laserový paprsek pronikající průhlednými diamantovými deskami zahřívá činidla na 1900 stupňů Celsia.
Propagační video:
Za těchto podmínek, jak autoři zjistili, je peroxid železa tvořen z nejjednodušších složek: železa a vody. V jádru Země je tolik železa, kolik je potřeba - ve skutečnosti je to hlavně z tohoto kovu. A voda? Podle autorů se ročně 300 miliónů tun vody v důsledku pohybu tektonických desek propadá do hlubin pláště. Podle jejich výpočtů by stotina vody ve světovém oceánu stačila k vytvoření celého pozorovaného UVZ. Pro srovnání: podle některých odhadů je v zemském vnitřku, včetně kůry, pláště a jádra, 90krát více vody než na povrchu.
Ukazuje se, že potřebný minerál se tvoří na okraji pláště a jádra z látek, které jsou v něm dostatečné. Ale je to skutečně zodpovědné za obrázek, který je pozorován na seismogramech?
Vědci to také testovali. Pomocí experimentů a teoretických výpočtů zjistili, že požadované charakteristiky (rychlost zvuku, hustota atd.) Mají směs, ve které 40-50% je peroxid železa, a zbytek je v obvyklých horninách spodního pláště. Vlastnosti takové směsi jsou ve vynikající shodě s pozorovacími údaji z UVZ. Vypadá to, že bylo odhaleno tajemství tajemných „zpomalujících zón“.
Tento objev však vyvolává další zajímavé otázky. Jak je vysvětleno v tiskové zprávě ze studie, depozity peroxidu železa představují obrovskou nádrž kyslíku. Z času na čas může být kyslík uvolňován a dostat se na povrch. Důsledky takových událostí a jejich možná souvislost se změnou klimatu, hromadným vyhynutím a dalšími velkými událostmi je třeba prozkoumat.