Nándor
8 °C
19 °C

Néha úgy érzed, mintha két valóság létezne?

Több infó

Támogasd a független újságírást, támogasd az Indexet!

Nincs másik olyan, nagy elérésű online közéleti médiatermék, mint az Index, amely független, kiegyensúlyozott hírszolgáltatásra és a valóság minél sokoldalúbb bemutatására törekszik. Ha azt szeretnéd, hogy még sokáig veled legyünk, akkor támogass minket!

Milyen rendszerességgel szeretnél támogatni minket?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?

Új elmélet a Föld mélyéről

2004.07.24. 16:14
A párizsi egyetem geofizikai intézete és az Európai Szinkrotronsugárzási Intézet munkatársai - köztük egy magyar kutató - kísérleteik alapján úgy vélik, hogy bolygónk belseje statikusabb, mint eddig gondolták. Erre a földköpeny fő alkotóelemeinek nagy nyomás alatti viselkedéséből következtettek.
A Föld magja több ezer fokos hőmérsékletű a bolygó keletkezése óta meglévő és a radioaktivitás termelte hőenergia miatt, azonban lassan hűl a hő felszínre kerülésével. Mivel a földköpeny rossz hővezető, és a hősugárzást is elnyeli, csak egy módja van a hő átadásának: a konvekció, tehát az anyag áramlása. A forró anyag felfelé és a hideg anyag lefelé mozgása áll a bolygó belső dinamikájának hátterében. Ezt a dinamikát a kutatók azért szeretnék minél pontosabban megismerni, mert ez alakítja a felszínt is, így ennek következményei közé tartozik például a földrengés, a vulkáni aktivitás, a tektonikus lemezek mozgása és a hegységképződés.

Forrás: INSIGN, ESRF
A jelenlegi modellek szerint a konvekció az egész köpenyre kiterjed, tehát közvetlenül a magtól indul. A földköpeny alsó részét, mely körülbelül 660 kilométer és 2800 kilométer mélység között található, két vastartalmú ásvány, a magnézium-wüstit es a szilikát-perovszkit alkotja. A Föld belső dinamikájának megértéséhez elengedhetetlen ezen ásványok nagy nyomás alatti tulajdonságainak feltárása.

Átlátszó

A párizsi egyetem geofizikai intézete és az Európai Szinkrotronsugárzási Intézet (European Synchrotron Radiation Facility, ESRF) munkatársai - köztük egy magyar kutatóval, Vankó Györggyel - a múlt évben már megvizsgálták a magnézium-wüstitet, és 70 GPa (gigapascal, egy GPa a földi légköri nyomás tízezerszerese) körüli nyomáson azt tapasztalták, hogy az ásvány úgynevezett kisspinű állapotba kerül - ez egy elektronszerkezeti változás, amelynek egyik következménye, hogy az anyag átlátszóbbá válik az infravörös sugárzás számára. (A felszínen, pontosabban kis nyomáson a vas ezekben az ásványokban úgynevezett nagyspinű állapotban van, ami miatt az ásvány nagymértékben elnyeli az infravörös sugárzást.) Tekintve, hogy a Föld magja, hőmérséklete folytán, jórészt éppen az infravörös tartományban sugároz, ez azt jelenti, hogy a wüstit az említett nyomásnak megfelelő mélység alatt jobban átengedi a hősugárzást.

A kutatócsoport a múlt héten a Science magazinban publikálta újabb, magnézium-szilikát-perovszkiton elért eredményét. Ez az ásvány az alsó köpeny másik komponense, a teljes földköpeny fő alkotója, a legnagyobb mennyiségben előforduló ásvány a Földön. A korábbi tudományos álláspont szerint ez a köpenyben mindenütt nagyspinű, azaz az infravörös sugárzás számára átjárhatatlan, és a köpeny aljának megfelelő nyomással (körülbelül 140 GPa) sem lehet átváltoztatni kisspinűvé.

Statikusabb

A korábbi elképzelésekkel szemben azonban a kutatók az alsó köpenynek megfelelő nyomástartományban két átmenetet is találtak a kisspinű állapotba, mondta az Indexnek Vankó György. Azért kettőt, mert a vas két ásványtani helyen is fellelhető, tette hozzá.

Forrás: INSIGN, ESRF
A kísérletben a kutatók virtuális utazást tettek a Föld belsejébe, az ESRF-ben modellezve a geológiai viszonyokat. A vastartalmú perovszkitmintát két gyémántfelület közé helyezve 20 és 145 GPa közötti nyomásnak tették ki, közben röntgennel vizsgálva, hogy hogyan viselkedik az ásvány ekkora nyomáson.

A perovszkitnál az első, kisspinű állapotba történő átmenet 70 GPa nyomáson jelentkezett, mely a köpeny alsó harmadának felel meg, a másik 130 GPa-on, ami a köpeny aljával, illetve a magot és a köpenyt elválasztó, kevéssé ismert D"-réteggel hozható kapcsolatba. A wüstitnél tapasztaltaknak megfelelően a köpeny alsó harmada ezért meglehetősen átlátszó lehet az infravörös, illetve hősugárzásra, a második átmenet pedig magyarázattal szolgálhat a rejtélyes D"-réteg formálódására.

A talált átalakulás arra hívja fel a figyelmet, hogy a Föld belsejének dinamikáját leíró modellekben figyelembe kell venni az eleddig jórészt elhanyagolt hősugárzást, mivel ez lehet a hőtranszfer domináns módja köpeny alsó régiójában, magyarázta lapunknak Vankó György. A konvekció kisebb szerepe miatt a földköpeny alsó része egyúttal sokkal statikusabb lehet, mint eddig gondolták.