Gyorsabban hűl a Föld magja

Amikor a Föld 4,5 milliárd éve létrejött, annyira forró volt, hogy lávaóceánok borították a felszínét, és évmilliókba telt, mire annyira lehűlt, hogy szilárd kéreg alakulhatott ki. A bolygó magjából áradó hatalmas mennyiségű hőenergia azonban folyamatosan tetten érhető maradt: a felszínre jutó hőben, a lemeztektonikában vagy vulkánkitörések formájában. 

Ma sem ismerjük, hogy milyen tempóban hűl a Föld magja, és hogy mennyi idő, amíg a fent említett földrajzi jelenségek abbamaradnak. A kérdésre a kérget és a bolygó magját elválasztó úgynevezett köpenyt alkotó ásványi anyagok hővezető képessége rejtheti a választ. A dologhoz azonban nem elég egy Bunsen-égő, a zürichi ETH munkatársai különleges laboratóriumi körülmények között vizsgálták a köpeny jellemzőit.

A köpeny közvetlen érintkezik a bolygó izzó vas- és nikkelmagjával, ahonnan nagy mennyiségű hőt vezet el. Ennek a határrétegnek az anyaga a bridgmanit nevű ásvány, aminek a tulajdonságairól nagyon keveset tudunk. Az ETH professzora, Motohito Murakami különleges módszert dolgozott ki a Föld belsejére jellemző viszonyok modellezésére. A bridgmanit kristályt 80 gigapascal nyomás alá helyezték és 2440 kelvinre hevítették. Az új fejlesztésű rendszer optikai úton mérte a gyémántok között nagy nyomás alá helyezett és pulzáló lézerekkel hevített bridgmanit hővezetését. 

A mérőrendszer kimutatta, hogy a bridgmanit hővezető képessége másfélszerese annak, amit gondoltunk

– tájékoztatott Murakami professzor.

Ez azt jelenti, hogy a jóval több hőt ad le a Föld magja, és ennek következtében sokkal gyorsabban hűl, mint azt feltételeztük. A köpeny magasabb rétegeiben a bridgmanit átmegy posztperovszkitba, és ez az anyag még jobb hővezető, ami ugyancsak gyorsíthatja a hűlést.

Az eredményeink új perspektívába helyezik a Föld dinamikájának evolúcióját. Afelé mutatnak, hogy a Föld a többi kőzetbolygóhoz, a Merkúrhoz és a Marshoz hasonlóan jóval hamarabb inaktívvá válik, mint képzeltük

– mutatott rá Murakami.

Azt, hogy mikor hűl ki a bolygó magja, egyelőre nem tudjuk, mert nem ismerjük, hogy a köpeny térben és időben hogyan vezeti a hőt. Azt sem tudjuk pontosan, hogy a hő egyik fő forrása, a radioaktív elemek bomlása hogyan befolyásolja a köpeny viselkedését.

A radioaktív bomlás valószínűleg tartósan melegíti a Föld magját, ami még így is jóval azután hűl ki, hogy a bolygó életre alkalmatlanná válik.

(ScienceAlert, SciTechDaily)

(Borítókép:  A kéreg 40 kilométer vastag a kontinenseknél és 5 kilométer vastag az óceánok alatt. Fotó: Tumeggy / science Photo Library /  Getty Images / Science Photo)