Jądro Ziemi nie jest tylko gorącą kulą żelaza. Wiemy, jaki „życiodajny” element może się tam jeszcze chować

Stałe jądro wewnętrzne Ziemi może skrywać więcej pierwiastków niż tylko metaliczne żelazo. Eksperyment z użyciem lasera ujawnił, że w samym sercu naszej planety mogą występować również związki zawierające tlen. Zaskakujące doniesienia mogą wywrócić dotychczasowe myślenie o zupełnie „anoksycznym” jądrze Ziemi.
źródło: The Innovation, Liu J. et al., 2022. https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100354

źródło: The Innovation, Liu J. et al., 2022. https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100354

Międzynarodowy zespół badaczy podzielił się na łamach czasopisma The Innovation odkryciem na temat obecności tlenu w stałym jądrze wewnętrznym Ziemi. Twierdzą oni, że w samym środku naszej planety mogą występować związki gęsto upakowanych tlenków żelaza o konfiguracji atomowej F28O14.

Czytaj też: Ten minerał nie miał prawa zostać odkryty. Mamy pierwszy w historii okaz kryształu z płaszcza Ziemi

Badania nad składem chemicznym wnętrza Ziemi są bardzo utrudnione, ponieważ nie jesteśmy w stanie namacalnie pobrać próbek pochodzących z głębokości liczących setki czy tysiące kilometrów. O tym, z czego może się składać jądro zewnętrzne i wewnętrzne Ziemi, dowiadujemy się z technik analizy fal sejsmicznych.

Budowa Ziemi w porównaniu do innych planet skalistych Układu Słonecznego

Jądro Ziemi to nie tylko samo żelazo. Również może znajdować się tam tlen

Naukowcy z Chin i USA, którzy badali zagadnienie potencjalnej obecności tlenu w jądrze wewnętrznym, przeprowadzili eksperyment laboratoryjny. Odtworzyli oni warunki ekstremalnie wysokiego ciśnienia i temperatury. Na dwóch stronach kowadła diamentowego umieścili czyste żelazo i tlenek żelaza. Przez obydwa materiały przeprowadzili wiązkę wysokoenergetycznego lasera. Związki zaczęły reagować ze sobą przy ciśnieniu 220-260 GPa i temperaturze 3000 kelwinów, czyli w warunkach bliskich tym, jakie panują we wnętrzu Ziemi na głębokości ponad 4000 kilometrów.

Nowy związek, jaki powstał z połączenia czystego żelaza i tlenku żelaza, był czymś zupełnie innym. Cechował się wysoko upakowaną strukturą. Teoretyczne obliczenia nad konfiguracją atomową ukazały, że to może być nietypowy tlenek żelaza o wysokiej zawartości metalu i wzorze F28O14.

Czy potencjalna obecność związków tlenu w jądrze wewnętrznym może sugerować, że w pozostałych obszarach płaszcza i jądra również się znajdują? Niekoniecznie, ponieważ kluczową kwestią jest tutaj wysokie ciśnienie, które jest gwarantem tworzenia się tak określonych wysoko upakowanych związków. Jak dotąd nie znaleziono zarówno w płaszczu Ziemi, jak i w skorupie ziemskiej związków żelaza i tlenu wzbogaconych o żelazo – zazwyczaj tlen w stopach Fe-O stanowi połowę masy atomowej, a więc tworzy kompletnie inne związki od tych, które mogą generować się w jądrze wewnętrznym.

Czytaj też: Stąd jest bliżej do jądra Ziemi. Oto 8 przykładów najgłębszych miejsc na świecie i w Polsce

Warto dodać, że nie tylko tlen może wchodzić w skład jądra wewnętrznego poza żelazem. Już wcześniej udowodniono śladową obecność siarki, krzemu, węgla i wodoru. Zatem środek Ziemi to nie tylko żelazna kula, ale obszar o wiele bardziej bogatszy chemicznie.