We wnętrzu Ziemi dzieje się coś odwrotnego, niż dowodziła nauka. Te minerały zachowują się bardzo dziwnie

Płaszcz Ziemi stanowi większość objętości naszej planety, ale mimo to nadal niewiele wiemy, o procesach nim rządzących. Najnowsze badania nad dwoma dominującymi minerałami w dolnym płaszczu dowodzą, że dochodzi tam do zjawiska zupełnie odwrotnego, niż dotychczas myślano.
We wnętrzu Ziemi dzieje się coś odwrotnego, niż dowodziła nauka. Te minerały zachowują się bardzo dziwnie

Badania nad składem mineralogicznym oraz procesami zachodzącymi w płaszczu Ziemi są bardzo utrudnione. Wszystko z tego powodu, że nie mamy żadnych próbek pochodzących z tej części wnętrza naszej planety. Większość analiz i badań bazuje na modelach obliczeniowych i obserwacji fal sejsmicznych. Dzięki nim wiadomo, że w skład dolnej płaszcza sąsiadującego już z płynnym jądrem zewnętrznym wchodzą dwa kluczowe minerały – bridgmanit i ferroperyklaz.

Wspomniane minerały są tak naprawdę hipotetyczne. Nie mamy żadnych ich próbek, ale na podstawie obliczeń wiemy, że substancje o ich składzie mogą występować na tej głębokości ponad 1000 kilometrów. Bridgmanit jest krzemianem magnezu i żelaza o strukturze perowskitu, a ferroperyklaz – tlenkiem magnezu i żelaza. Bridgmanit ma większy udział procentowy w składzie płaszcza i według niektórych badań może on sięgać nawet 93 proc.

Czytaj też: Jakie są najrzadsze minerały na świecie? Niektóre z nich znajdziemy nawet na południu Polski

Budowa wnętrza Ziemi / źródło: Wikimedia Commons, CC-BY-SA-3.0

Minerały w płaszczu Ziemi wykazują odwrotne właściwości. To zmienia dużo

W warunkach dolnego płaszcza, gdzie ciśnienie jest tysiące razy większe niż na dnie Rowu Mariańskiego, a temperatura liczona jest również w tysiącach stopni, minerały nieustannie przechodzą różne transformacje i przeobrażenia. Dotychczasowe wyniki badań obliczeniowych wskazywały, że to bridgmanit jest bardziej stabilnym minerałem, który chętniej pozostaje w fazie stałej, a ferroperyklaz natomiast częściej ulega przetopieniu i stanowi swoisty „smar” pływający w nieco półpłynnej już masie skalnej dolnego płaszcza.

Wcześniejsze badania naukowe nie uwzględniały jednego czynnika. Procesy we wnętrzu Ziemi zachodzą niezwykle powoli i bardzo dużej skali czasowej liczonej w milionach i miliardach lat. W nowym modelu obliczeniowym uwzględniono ten czynnik, w rezultacie czego odkryto coś kompletnie odwrotnego. Wyniki badań możemy przeczytać na łamach Nature.

Czytaj też: W obiekcie z kosmosu znaleźli coś zupełnie nowego. Czym są te niespotykane minerały?

Peryklaz, tlenek magnezu w skałach metamorficznych. Minerał podobny do ferroperyklazu / źródło: Wikimedia Commons, CC-BY-SA-3.0 de, Thomas Witzke

To ferroperyklaz jest dużo stabilniejszym minerałem, który jest tą trudniejszą do odkształcenia fazą w płaszczu Ziemi. Z pozoru niewielka różnica tak naprawdę może mieć implikacje idące bardzo daleko. Skoro to bridgmanit łatwiej ulega odkształceniom, to dotychczasowe hipotezy tłumaczące procesy magmatyczne zachodzące we wnętrzu naszej planety należy uaktualnić o ten fakt. Ponadto bridgmanit i ferroperyklaz mogą budować wnętrza innych planet poza Układem Słonecznym, a nowe wiadomości o zachowaniu się tych faz mineralnych może wpłynąć na rozumienie historii powstawania planet.