Tonlarca basınçlı oksijen, dünyanın erimiş demir çekirdeğinde gizlenmiş olabilir!
Ayağımızın altında yuvarlanan yeryüzündeki devasa magma okyanusu, gezegenimizdeki depremleri ve volkanları şekillendiren dünyanın sıvı çekirdeğine oksijen veriyor gibi görünüyor. Bu, Londra Üniversitesi'ndeki bir araştırma kurumunda fizikçi olan Dario Alf tarafından Amerikan Fizik Derneği'nin 5 Mart 2019'daki Mart toplantısında ortaya koyduğu sonuçtur.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Çekirdekteki oksijeni doğrudan gözlemlemek imkansız olsa da (binlerce millik sıcak kaya bu görüşü engelliyor), Alf ve meslektaşları buna ulaşmak için sismik verileri, kimyayı ve güneş sistemimizin eski tarihi hakkındaki bilgileri birleştirdi. sonuç olarak. Oksijen ve benzerlerinin demir çekirdekte gizli olduğuna dair ana kanıt nedir?
Boko Park-Bilim Popülerleştirme: Gürleyen ses, tüm dünyadaki dalga hareketinin bir sonucu olan yeryüzünde hissedilir. Bu dalgaların davranışı, tıpkı tüm gezegenin ultrasonu gibi, yeryüzündeki maddeyi anlamamız için bize ipuçları sağlar. Sismik dalga çekirdekten yüzeye geri sıçradığında, şekli sıvı demir dış çekirdeğin yoğunluğunun sıkıştırılmış katı demir iç çekirdekten önemli ölçüde daha az olduğunu gösterdi. Bu yoğunluk farkı depremin şeklini ve yüzey volkanlarının aktivitesini etkiler, ancak saf demirin sahip olması gereken bu değildir. Dünyanın çekirdeği saf demir ise, katı çekirdek ile sıvı (dış çekirdek) arasındaki yoğunluk kontrastı yaklaşık% 1,5 olmalıdır, ancak sismoloji bize bu oranın% 5'e yakın olduğunu söyler. Başka bir deyişle, dış çekirdek yoğunluğu olması gerekenden daha düşüktür, bu da içeride bazı demir dışı elementlerin bulunduğunu ve onu daha hafif hale getirdiğini gösterir.
Oksijen, dünyanın sıvı dış çekirdeğine pompalanır, fotoğraf: Shutterstock
Bu şu soruyu gündeme getiriyor: Neden daha hafif elemanlar katı çekirdek yerine dış çekirdekle karışıyor? Dario Alf şunları söyledi: Atomlar sıvı haldeyken serbestçe akabilir ve farklı elementlerin karışımlarının dünyanın aşırı ortamında bile bir arada bulunmasına izin verebilir. Bununla birlikte, iç çekirdeği katı bir duruma zorlayan aşırı basınç nedeniyle, buradaki atomlar daha sert bir kimyasal bağ örgüsü oluşturur. Ve bu daha katı yapının yabancı unsurları barındırması kolay değildir. Katı çekirdek oluştuğunda, tıpkı bir sıkma tüpünden diş macununun çıkarılması gibi, oksijen atomlarını ve diğer yabancı maddeleri sıvı ortama fırlatır. Benzer bir etki buzdağlarında da görülebilir: Okyanustaki tuzlu su donduğunda, safsızlıkları boşaltır, böylece buzdağı, sodyum açısından zengin okyanusta yüzen büyük bir katı tatlı suya dönüşür.
Sıvı çekirdekteki daha hafif elementin oksijen olduğuna dair doğrudan bir kanıt yoktur, ancak gezegen, erken güneş sisteminin toz bulutlarından oluşmuştur ve orada hangi elementin olduğu bilinmektedir. Araştırma ekibi, bulutun bileşimine dayanarak çekirdek içinde teorik olarak var olabilecek silikon gibi diğer unsurları dışladı, ancak gözlemlenen etkileri açıklamadı. Oksijen, en olası adaydır. Ek olarak, teorik olarak, çekirdekte bulunan oksijen seviyesi, mantonun oksijen içeriğine bağlı olarak kimyasal olarak tahmin edilenden daha düşük görünmektedir. Bu, bugün bile, etrafındaki oksijen bakımından zengin mantodan dış çekirdeğe kimyasal olarak daha fazla oksijenin pompalanabileceğini gösteriyor. Alf, dünyanın çekirdeğindeki oksijenin neye benzediği sorulduğunda, demir ve oksijen doğrudan birleştiğinde kabarcıkların ve hatta pasın oluşacağını düşünmeyin, dedi.
Aksine, bu sıcaklık ve basınçta, oksijen atomları demir atomları arasında serbestçe yüzerek yüzer bir sıvı demir kütlesi oluşturur. 90 demir atomu ve 10 oksijen atomu içeren sıvı bir paket alırsanız bu paketin yoğunluğu saf demir paketinden daha az olacaktır. Alf, bu sonuçları doğrulamaya yardımcı olmak için şunları söyledi: Gezegenimizde oluşan ve yüzeye yayılan nötrinoların sonuçlarını ölçmeyi dört gözle bekliyoruz. "Dünya nötrinoları" çok nadir görülmelerine rağmen, ortaya çıktıklarında, Dünya'da olup bitenler hakkında birçok bilgi sağlayabilirler. Bununla birlikte, çekirdeğe doğrudan erişim olmadan, fizikçiler asla sınırlı ikincil verilerden bileşimi hakkında en iyi yargıya varamayacaklar.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Londra Üniversitesi
Metin: Rafi Letzter / Live Science
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)
