Geofizycy z japońskiego Uniwersytetu Tohoku opublikowali na łamach Science Advances wyniki badań nad skalą ciśnienia w jądrze Ziemi. Uważają oni, że poznanie prawdziwej wielkości tego wskaźnika jest kluczowe dla zrozumienia nie tylko wnętrza naszej planety, ale również innych obiektów w Układzie Słonecznym i dalej w kosmosie.
Czytaj też: Trzeci biegun Ziemi steruje prawie całym światem. Dopiero teraz słyszymy o tym, jak jest ważny
Badanie wnętrza Ziemi, jego składu czy właściwości fizyko-chemicznych dokonuje się pośrednimi metodami. Najbardziej popularną są analizy widma fal sejsmicznych, na podstawie których geofizycy interpretują wiele danych. Odnośnie jądra Ziemi wiadomo, że na pewno musi składać się z żelaza. Jednakże ten pierwiastek nie stanowi całości – istnieje również niewielka domieszka tzw. lżejszego materiału. Są to prawdopodobnie niewielkie ilości pierwiastków o mniejszej gęstości niż żelazo.
W jądrze Ziemi znajduje się nie tylko żelazo. Lżejszy materiał nie umknął uwadze uczonych
Autorzy badań wykonali godną podziwu pracę, ponieważ sięgnęli po inną metodę działań. Wykorzystali oni niewielką próbkę renu – pierwiastka z grupy metali przejściowych – o masie rzędu 1 nanograma. Umieścili ją w kowadle diamentowym i poddali ekstremalnie silnemu ściskaniu i ścinaniu o takiej intensywności, jaka hipotetycznie może panować w jądrze Ziemi.
Następnie naukowcy zmierzy bardzo małe przesunięcia energii promieni rentgenowskich rozproszonych z renu, co umożliwiło pomiar prędkości dźwięku tego pierwiastka oraz gęstość próbki. Dzięki tym informacjom dowiedzieliśmy się również, jakiemu ciśnieniu był poddany ren.
Czytaj też: Magma wydostaje się aż z płaszcza Ziemi. Te wulkany wybuchają zupełnie inaczej, niż sądzono
Co się finalnie okazało? Poprzednie skale zawyżały wartość ciśnienia dla jądra Ziemi nawet o 20 proc. Na tej podstawie wywnioskowano, że sam środek naszej planety musi składać się z większych domieszek lżejszych pierwiastków. Jest ich najpewniej aż dwa razy więcej, niż wskazują na to dotychczasowe badania. Drugim możliwym wytłumaczeniem jest też to, że temperatura w jądrze jest znacznie wyższa od obecnie uznawanej. Prawdopodobnie rozwiązaniem tej zagadki jest kombinacja obydwu tych czynników.
Wyniki japońskich naukowców są swoistą sensacją dla geofizyków. Nie tylko zmieniają one poglądy na skład chemiczny jądra Ziemi, ale także ukazują zupełnie nową metodę badawczą do pomiaru gęstości i ciśnienia próbek.