Evoluția Pământului nostru este povestea răcirii sale: acum 4,5 miliarde de ani, temperaturile extreme predominau pe suprafața tânărului Pământ și acesta era acoperit de un ocean adânc de magmă.
De-a lungul a milioane de ani, suprafața planetei s-a răcit pentru a forma o crustă fragilă. Cu toate acestea, enorma energie termică care emană din interiorul Pământului a pus în mișcare procese dinamice, cum ar fi convecția mantalei, tectonica plăcilor și vulcanismul.
Totuși au rămas fără răspuns întrebările cu privire la viteza cu care interiorul Pământului se răcește și cât de mult ar putea dura până când această răcire continuă va opri procesele menționate mai sus.
Diferența de temperatură dintre miezul Pământului și manta este una foarte mare
Un posibil răspuns ar putea consta în conductivitatea termică a mineralelor care formează granița dintre miezul Pământului și mantaua sa, scrie Science Daily.
Acest strat limită este relevant deoarece aici roca vâscoasă a mantalei Pământului este în contact direct cu substanța fierbinte de fier-nichel topite a exteriorului nucleului planetei. Diferența de temperatură dintre cele două straturi este foarte mare, așa că există potențial multă căldură care curge pe aici.
Stratul limită este format în principal din bridgmanit mineral. Cu toate acestea, cercetătorilor le este greu să estimeze cât de multă căldură conduce acest mineral de la miezul Pământului la mantaua sa, deoarece verificarea experimentală este foarte dificilă.
Acum, profesorul Motohiko Murakami, de la ETH Zurich, și colegii săi de la Carnegie Institution for Science au dezvoltat un sistem de măsurare sofisticat care le permite să măsoare conductivitatea termică a bridgmanitului în laborator, în condițiile de presiune și temperatură care predomină în interiorul Pământului.
Planeta noastră va deveni la un moment dat inactivă
Pentru măsurători au folosit un sistem de măsurare a absorbției optice într-o unitate de diamant încălzită cu un laser pulsat.
„Acest sistem de măsurare ne permite să arătăm că conductivitatea termică a bridgmanitei este de aproximativ 1,5 ori mai mare decât se presupunea”, spune Murakami.
Acest lucru sugerează că fluxul de căldură de la miez în manta este, de asemenea, mai mare decât se credea anterior. Fluxul de căldură mai mare, la rândul său, crește convecția mantalei și accelerează răcirea Pământului. Acest lucru poate face ca tectonica plăcilor, care este continuată de mișcările convective ale mantalei, să decelereze mai repede decât se așteptau cercetătorii pe baza valorilor anterioare ale conducției căldurii.
Murakami și colegii săi au arătat, de asemenea, că răcirea rapidă a mantalei va schimba fazele minerale stabile la limita miez-manta. Când se răcește, bridgmanitul se transformă în mineralul post-perovskit. Dar de îndată ce post-perovskitul apare la limita miez-manta și începe să domine, răcirea mantalei ar putea într-adevăr să accelereze și mai mult, estimează cercetătorii, deoarece acest mineral conduce căldura chiar mai eficient decât bridgmanitul.
„Pământul se răcește și devine inactiv mult mai repede decât se preconiza”
„Rezultatele noastre ne-ar putea oferi o nouă perspectivă asupra evoluției dinamicii Pământului. Ele sugerează că Pământul, ca și celelalte planete stâncoase Mercur și Marte, se răcește și devine inactiv mult mai repede decât se preconiza”, explică Murakami.
Cu toate acestea, el nu poate spune cât timp va dura, de exemplu, pentru ca curenții de convecție din manta să se oprească.
„Încă nu știm suficient de multe despre acest tip de evenimente pentru a stabili momentul lor”, spune Murakami.
Pentru a face acest lucru este nevoie mai întâi de o mai bună înțelegere a modului în care funcționează convecția mantalei în termeni spațiali și temporali. Mai mult, oamenii de știință trebuie să clarifice modul în care dezintegrarea elementelor radioactive din interiorul Pământului (una dintre principalele surse de căldură) afectează dinamica mantalei.
Studiul a fost publicat în Earth and Planetary Science Letters.
