أنقذ الكربون المجال المغناطيسي للأرض: بدونها ، لا يمكن أن يتشكل النواة – الكيمياء الجيولوجية

اقترح العلماء من المملكة المتحدة شرحًا جديدًا لكيفية بدء قلب داخلي صلب في الأمعاء من الأرض منذ ملايين السنين. يتم نشر استنتاجاتهم في المجلة طبيعة.

حتى الآن ، كان يعتقد أن تبلور الحديد في النواة يبدأ عندما تنخفض درجة الحرارة إلى نقطة الانصهار. ومع ذلك ، تظهر العمليات الحسابية الحديثة: للإطلاق ، مطلوب التبريد أسفل نقطة الانصهار. إذا كان النواة يتكون من الحديد النقي ، فسيتعين عليه أن يبرد عند 800-1000 درجة مئوية ، مما قد يؤدي إلى نمو سريع غير طبيعي للنواة الداخلية وانهيار المجال المغناطيسي. لكن هذا لم يحدث.

أظهرت نمذجة الكمبيوتر: شوائب عناصر الضوء – السيليكون والكبريت والأكسجين وخاصة الكربون يمكن أن تخفف التبلور. كان الكربون الذي تحول إلى عامل رئيسي. مع محتوى بنسبة 2.4 ٪ ، كان من المفترض أن يتغلب النواة على 420 درجة مئوية ، وهو أمر أكثر من اللازم. ولكن مع وجود 3.8 ٪ من الكربون لبدء العملية ، كان هناك انخفاض كافٍ بمقدار 266 درجة مئوية فقط. وهذا يتماشى مع البيانات الحديثة عن النواة الداخلية.

وبالتالي ، يمكن أن تكون حصة الكربون في نواة الأرض أعلى بكثير مما كان متوقعًا. وبدون ذلك ، لم يكن من الممكن أن يتشكل النواة الداخلية الصلبة على الإطلاق.

“تم العثور على كل عنصر من هذه العناصر في عباءة ، لذلك خلال تاريخ الأرض يمكنهم الوصول إلى النواة. وهذا ما يفسر سبب كون النواة أقل كثافة مما يجب أن يكون إذا كان يتألف من الحديد النقي ، ولماذا يمكن أن تبدأ عملية التبلور دون انخفاض حرارة الجسم المهمة” ، أوضح البروفيسور أندرو ووكر من جامعة أوكسفورد.

استخدم الباحثون النمذجة على المستوى الذري ولاحظوا كيف تتشكل المجموعات البلورية الصغيرة في ظروف نواة الأرض. اتضح أن السيليكون والكبريت أبطئوا في العملية ، والكربون ، على العكس من ذلك ، أسرعها.

أكد المؤلف الرئيسي للعمل ، الدكتور ألفريد ويلسون من جامعة الأغطية: “من المدهش أن نرى كيف تحدد العمليات التي تحدث على المستوى الذري بنية وديناميات كوكبنا. دراسة أصل النواة الداخلية ، نحصل على نظرة فريدة على كيمياء المنطقة ، والتي لا يمكننا أبدًا الوصول إليها مباشرة.”

الاستنتاج الرئيسي للدراسة: يمكن أن يلعب الكربون دورًا حاسمًا في تكوين النواة الداخلية للأرض ، وربما في الحفاظ على مجالها المغناطيسي.