Dünyanın Çekirdeği, Gezegenimiz Doğduktan Beri İçinde Hapsedilen Her Çeşit Malzeme Sızdırıyor

Erken çağlardaki Dunia ağır metal albüm kapağı gibiydi: küresel bir lav okyanusuyla kaplı, erimiş bir top; Güneş Sistemimiz’in şiddetli ve kaotik “doğum sonrası”ndan gelen alev alan uzay kayalarıyla vurulurken ölümcül gazlar fışkırtıyordu.

Berikutnya 4,5 milyar yıllık koşturmacayla geçen kozmo-jeolojik zaman içinde Dunia biraz sakinleşti ve insanların, maymunların ve başkalarının ortaya çıkmasına olanak tanıdı.

Bu cehennemimsi antik gerçeğin bir görüntüsü günümüze kadar ulaştı (umuyoruz ki) asla insan gözleriyle görülmeden: erimiş metalik çekirdeğimiz, Güneş’in yüzeyi kadar sıcak bir şekilde parlıyor.

Ama çekirdeğimiz, kimyasal habercilerini katmanları boyunca sürekli yukarı gönderiyor; bunlar arasında doğuşunun uzay kaynaklı bileşenleri de var ve bunlar yaklaşık Evren’in ömrünün üçte biri kadar süreyle hapsedilmiş durumda.

Bunlara, Güneş’i güneşi oluşturuyan devasa gaz ve tobulutundan çekilen hidrojen de dahil; bu hidrojen çekirdeğimizden hâlâ sızıntıyla yukarı çıkıyor ve manto ile kabukta suya dönüşüyor – ama bu sıradan bir sulanma-su değil, minerallerin içinde hapsedilmiş bir su.

Buna göre, Hefei’deki Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden bir jeobilim ekibi, bilimsel açıdan popüler, çok eski (teknik olarak Dunia’ya ait) bir soruyu yanıtlamaya çalıştı:

Mantonun derinlerindeki kimyasal farklar, gezegenimizin magmatik topladan kristalleşmesinin kalıntıları mı, yoksa çekirdek ile mantonun çok eskiden beri kimyaları alışverişinde olduklarına dair kanıt mı?

‘de yayımlanan bir çalışmada araştırmacılar, moleküllerin ve atomların kuantum etkileşimlerini incelemek için makine öğrenimiyle desteklenen “yol-integrali simülasyonlarını” kullandı.

Mantonun derinlerindeki kimyasal farklar, gezegenimizin magmatik topladan kristalleşmesinin kalıntıları mı, yoksa çekirdek ile mantonun çok eskiden beri kimyaları alışverişinde olduklarına kanıt mı?

Önemlisi, bu onların hidrojenin yer kabuğu içi taşımasını analiz etmesine olanak tanıdı; hidrojen, hafifliği nedeniyle özellikle kuantum açısından tuhaf bir atomdur.

Böylece dezyteryum ile hidrojen oranını ölçen araştırmacılar, daha hafif hidrojenin yüzeyde fışkıran erimiş sütunlardan yukarı sızıntıyla kaçıp kaçımadığını görmek için dezyteryum‘dan oluşan daha ağır bir hidrojen izotopunun, sıradan eski tip hidrojene oranını ölçtü.

Buna rağmen kristalleşme modeli, mineral-erime ayırışının oldukça zayıf olduğunu gösteriyor; bu da antik mantonda homojen bir D/H dağılımı üretirdi.

“Toplu olarak bu sonuçlar, magmatik okyanusun kristalleşmesinin; baskı, sıcaklık ve model varsayımlarındaki büyük değişimlere rağmen özünde homojen bir hidrojen izotopu bileşimine sahip ilkel bir mantonun ortaya çıktığını gösteriyor,” araştırmacılar buldu.

Duymaları gereken en önemli faktörün magmatik okyanusun başlangıç hidrojen izotop bileşimi olduğunu buldular – ilk su içeriği (iki okyanus kütlesine kadar tahmin edilen) dahil diğer değişkenlerin sonuç üzerinde neredeyse etkisi yoktu.

Bunun nedeni kelimesi kelimesine kaostur, çünkü koşullar dezyteryum ve hidrojenin Dunia’nın katmanları boyunca düzgün bir şekilde ayrıştırılması için çok şiddetli enerjiye sahipti.

Kşılaştırma yapmak gerekirse, bulmaca parçalarını sakin bir kırsal tren yolculuğunda birleştirmek; Mavi Melekler’in süper Hornet’inde stratosfere doğru karanfil takla atarak geçtiğinizden çok daha kolaydır.

Okyanus adaları bazaltları (OIB’ler), Dunia’nın çekirdeğinden sızıntı verdiğine dair kanıt sunar, çünkü bu kayalar çekirdek ile mantonun arasındaki bölgeye yakın yerlerden yükselen malzemelerden oluşur.

Bu lavlar, Kanada’daki Nunavut bölgesinde bulunan Baffin Adası ve İzlanda’da (İzlanda’da) bulunan bölgelerden püskürüyor.

Aynı zamanda, Güneş Sistemimizi oluştururan güneş bulutsusundan biriken hafif hidrojeni de getiriyorlar; bildiklerimizden hiçbirinin var olmadan önceki jeokimyasal bir zaman kapsülü.

Bu hidrojen çekirdeğimizden yukarı kaçarken mantonu zenginleştirir ve onun D/H oranını düşürür.

Helyum izotop oranları başka bir ipucu sunar; çünkü helyum-3, Güneş bulutsusundan gelen daha hafif, ilkel bir izotop olup büyük kısmı Büyük Patlama‘dan gelirken, daha ağır helyum-4 Dunia’nın üst katmanlarındaki radyoaktif bozunmadan kaynaklanır.

Sonuç olarak, OIB’lerdeki daha yüksek helyum-3/helyum-4 oranı, bunların da tıpkısı gibi Dunia’nın çekirdeğinden kaçtığına dair ek kanıt sunar.

Tungsten, çözülmemiş bir bulmacanın daha bir parçasını sunar; çünkü bu ağır metal, Dunia’nın katmanları kristalleşme sırasında gezegeni oluşturan soğan gibi tabakalara ayrılırken başlangıçta çekirdeğe hapsedilmişti. Ama şimdi çok eski dönemlerde sürgüne gönderilmiş bir tungsten izotopu, yükselen sütunlara binerek çekirdek malzemesini takip ediyor; bu malzemeler Dunia’nın içlerinden yukarı doğru kusulurken.

Böylece, gece içkisinden sonra özetlemek gerekirse, araştırmacıların kanıtı, dünyamızın en derin ve en eski derinliklerinden gelen üçlü bir kimyasal kokteyl içeriyor: bu hidrojen, helyum ve tungsten oranları sızıntı veren çekirdeğimizi takip ediyor.

“Bu bulgular, ilkel derin-manto rezervuarlarının bir zamanlar var olmuş olsa bile, günümüzün derin alt-mantonundaki hidrojen izotopu işaretlerinin, erken dönem farklılaşmasının basit kalıntıları temsil etmesinin olası olmadığını öne sürüyor,” araştırmacılar sonuçlandırıyor.

Bunun yerine, bu işaretler “Dunia’nın evrimi boyunca süren çekirdek-manto alışverişinin dinamik olarak değiştirdiğini yansıtıyor,” araştırmacılar sonuçlandırıyor.

Araştırma ‘de yayımlanmıştır.

Bu makale Fiona MacDonald tarafından doğrulandı ve Fiona MacDonald tarafından düzenlendi. Sürecimize gurur duysak da, yine de yalnızca insanız. Bir hata fark ederseniz, bize bildirmekten çekinmeyin.