Gyermekkora alatt a Föld lenyelte a Merkúrhoz hasonló bolygót, de sokkal nagyobb. Ez a korai étkezés megmagyarázhatja a Föld rétegeinek rejtélyes összetételét, és megmagyarázhatja a mágneses teret, amely lehetővé teszi az itt élő életet.
kapcsolodo tartalom
- A szerény magnézium táplálja a Föld mágneses mezőjét
- A Föld mágneses mezője legalább négy milliárd éves
- A fémeső megmagyarázhatja, hogy a Föld miért nem más dolgokból készült, mint a Hold
"Úgy gondoljuk, hogy egy kővel megüthetjük ezt a két madarat" - mondja Bernard Wood, az Oxfordi Egyetem geokémikusa, aki ezen a héten jelentette be a Nature folyóiratban .
Ha hihetetlennek tűnik, hogy 2015-ben még mindig nem tudjuk, hogyan alakult a világunk, akkor fontolja meg, milyen nehéz bámulni belsejét. A leghosszabb, legkeményebb fúrások, amelyek eddig készültek, nem fúrhatók túl a Föld vékony külső kéregén. A forró kőzet természetes csatornái segítséget nyújtanak az anyag felvételéhez a mélyebb köpenyrétegből a tanulmányozáshoz, de még ezek is több száz mérföld hosszú oszlopok sekélynek tűnnek, ha a bolygó központját több, mint 3700 mérföldnyire alatta fektetjük. A Föld története összegyűjtése tehát egy kicsit olyan, mintha megpróbálnánk kitalálni, hogy miként süttek egy tortát a jegesedés és esetleg néhány kóbor morzsának kóstolásával. Még mindig van hely az új bizonyítékok és új ötletek számára.
„Izgalmas idő a terepen való jelenléte” - mondja Richard Carlson geokémikus a washingtoni Carnegie Intézetből. "Sok olyan dolog jön a mély föld kutatásából, amelyeket nem értünk jól."
A Föld összefogásának hagyományos nézete az űrtörmelék összegyűlésével kezdődik. A ma még mindig esőben lévő köves meteorokra emlékeztető sziklák egyre nagyobb darabokra csillogtak. Megpréselve, felszivattyúzva és hevítve egy növekvő törmelékhalom végül megolvadt, majd lehűlt, milliárd év alatt lassan rétegeket képezve. Az 1980-as években tanulmányozott geológiai morzsák hozzájárultak ennek a történetnek a megerősítéséhez. Bizonyos fémek, például a vas kivételével, amelyeknek a véleményét úgy gondolják, hogy elsüllyedtek a Föld magjába, a földi sziklák nagyjából ugyanazon anyagból készültek, mint a chondritok, a köves meteorok egy meghatározott csoportja.
Aztán körülbelül egy évtizeddel ezelőtt Carlson helyet talált a kételyeknek, miután a Föld és az űr sziklákat jobb eszközökkel hasonlította össze. Csapata két ritka, szokatlan nevekkel és mágneses személyiséggel rendelkező elemet vizsgált: a neodímet, a hibrid autókban és a nagy szélturbinákban használt mágnesek alkotórészét, és a szamáriumot, amely a fejhallgató mágneseiben jellemző. A földi minták kevesebb neodímet tartalmaztak a szamáriumhoz képest, mint a chondritok.
Ezt a kis, csupán néhány százalékos eltérést még mindig nehéz volt megmagyarázni. Carlson feltevése szerint talán egy hűvös Föld rétegek sokkal gyorsabban alkotnak rétegeket, mint azt korábban gondolták, több tízmillió év alatt milliárd helyett. A gyorsan kialakuló felső réteg neodímiumban kimerül, és egy alsó réteg kiegyensúlyozza a hiányzó elemet a köpenyben. Ennek a titkos rezervoárnak azonban nincs bizonyítéka. Nehéz megmagyarázni annak hajlamát, hogy makacsul maradjon-e a mélységben, mivel a köpeny úgy forog, mint a forró leves, gyakran összetevőit a felszínre hozva, mert vulkánokat hoz létre. És ha a hold akkor született, amikor egy bolygótest összetört a Földbe, amint azt általában gondolják, akkor az ütés okozta olvadásnak a tartályt vissza kellett kevernie a köpenybe.
Ahelyett, hogy megpróbált volna elszámolni a rejtett neodímiát, a tudósok egy második csoportja felfedezte a módját, hogy megszabaduljon tőle. Képzeltek egy neodímiumban gazdag kéregre, amely növekszik azokon a chondritos kőzeteken, amelyekből a Föld készült. Ezen tárgyak közötti ütközések a külső réteg nagy részét lekaparhatták, és a neodímium ritkábbá válhatott.
De ezzel a nézettel is vannak problémák. Soha nem találtak meteoritokat az erodált törmelékhez hasonló kompozíciókkal. Ugyanakkor ez a lecsúszott bőr a Föld hőjének nagy részét elhozta volna. Az urán, tórium és más radioaktív anyagok, amelyekről tudjuk, hogy felelősek a bolygónk hőjéért, szintén az eltávolított rétegbe kerülnének.
"A Föld hőtermelő elemeinek körülbelül 40% -a elveszne az űrben" - mondja Ian Campbell, az Ausztrál Nemzeti Egyetem geokémikusa.
Remélve, hogy meg fogja tartani ezeket a kritikus elemeket, Wood fiatalkorában úgy döntött, hogy megváltoztatja a Föld kémiáját. Inspirációt kapott a naprendszerünk egyik idegen bolygójáról: a higanyról. Kémiai szempontból a Naphoz legközelebb eső bolygó egy pokolikus hely, ahol tényleges égkő van tele, amelyet a modern tudomány kénként ismert. Hogyan alakulnak ki a rétegek egy fiatal Földön, ha a bolygó inkább Merkúrhoz hasonlít? A kérdés megválaszolásához Wood ként adott az elegyek keverékéhez, amelyek célja a primitív Föld összetételének szimulálása. A bolygókat olyan forró hőmérsékleten főzte, mint a sugárhajtómű égése, és dugattyúval megdörzsölte őket egy tipikus háztartási főzőlapon belüli nyomás körülbelül 15.000-szeresére.
Elegendő kéntartalommal a miniatűr proto-világok neodímet temettek el, amikor rétegeket képeztek - nem a hamis köpenyükben, hanem még inkább a hamis magukban. A magba jól beragadt neodímium magyarázhatja Carlson rendellenességét. Ez az extra kén származhat egy olyan higanyszerű objektumtól, amely már korán megütötte a növekvő Földet, talán még ugyanaz a tárgy képezte a hold kialakítását is, javasolja Wood.
„Szükségünk lenne egy testre, amely a Föld méretének 20–40 százaléka lenne.” Az is lehetséges, hogy a Föld a kezdetkor egy olyan magból nőtt ki, amelyet nem chritritekből készítettek, hanem más kénben gazdag űrdarabon. Akárhogy is, ez a kozmikus történet alapot adhatott volna a Föld életének emelkedéséhez. Ennek oka az, hogy a kén is segíthetne az urán és a tórium behúzásában a magba. Az ezekből a radioaktív elemekből származó hozzáadott hő elősegítheti a mag külső részének megcsapolását, és az olvadt fém erõteljes mozgása feltehetően olyan áramot idéz elő, amely viszont a Föld mágneses mezőjét generálja.
A nap (nem méretarányos) illusztrációja és annak kölcsönhatása a Föld mágneses mezőjével. (NASA Goddard űrrepülési központ) Mágnesesség nélkül a tengeri teknősök és a tenger kapitányai nem tudnának navigálni, vagy akár létezni is tudnának. Az élet nem lehetett volna lehetséges a bolygó felületén annak a védelemnek a nélkül, amelyet a mező biztosít a nagy energiájú részecskék ellen, amelyek a Napból áramolnak.
Wood munkatársai valószínűnek tartják az elméletét. De hasonlóan az elmúlt években a Földről írt más származási történetekhez, ez messze sem egyértelmű. Egyrészt a kísérlet során elért hőmérsékletek és nyomások, akár szélsőségesek is, messze elmaradtak a Földön belüli körülményektől. Másodszor: a földrengések miként haladnak át a bolygó belsejében, és korlátokat szabtak arra, hogy mennyire könnyű lehet a mag, és ha sok ként döntenek a bolygó közepére, akkor a mag kényelmetlenül közel állhat ezekhez a határokhoz.
Az esetének megerősítése érdekében Wood azt tervezi, hogy a periódusos rendszert más elemekre is súrolja, amelyek titokzatos előfordulásokkal magyarázhatók azzal, hogy ként adnak az ősi keverékhez. Tekintettel a terület történetére, sokat kell meggyőzni a szkeptikusokat, például Bill McDonough-t, a Marylandi Egyetem geokémikusát. "Ezt az ötletet jóval az 50 százalékos esélye alá helyezem, hogy igaza legyen" - mondja .
