Sci - nature wiki

دواخل الأرض تبرد بشكل أسرع مما كنا نظن ، وستفسد الأمور

0

تشكلت الأرض منذ 4.5 مليار سنة أو نحو ذلك. منذ ذلك الحين ، كان الجو يبرد ببطء من الداخل.

بينما تتقلب درجات حرارة السطح والغلاف الجوي على مدار الدهور (ونعم ، ترتفع درجات الحرارة الخارجية حاليًا) ، فإن الداخل المنصهر – القلب النابض لكوكبنا – ظل يبرد طوال هذا الوقت.

هذا ليس استعارة بسيطة. الدينامو الدوار والحمل الحراري في أعماق الأرض هو ما يولد مجاله المغناطيسي الواسع ، وهو هيكل غير مرئي يعتقد العلماء أنه يحمي عالمنا ويسمح للحياة بالازدهار. بالإضافة إلى ذلك ، يُعتقد أن الحمل الحراري في الوشاح والنشاط التكتوني والنشاط البركاني يساعد في الحفاظ على الحياة من خلال تثبيت درجات الحرارة العالمية ودورة الكربون.

نظرًا لأن باطن الأرض لا يزال باردًا ، وسيستمر في فعل ذلك ، فهذا يعني أنه في النهاية سيتصلب الداخل ، وسيتوقف النشاط الجيولوجي ، وربما يحول الأرض إلى صخرة قاحلة ، على غرار المريخ أو عطارد. كشف بحث جديد أن هذا قد يحدث في وقت أقرب مما كان يعتقد سابقًا.

يمكن أن يكون المفتاح معدنًا على الحدود بين قلب الأرض الخارجي من الحديد والنيكل والسائل المنصهر السفلي من الوشاح فوقه. يُطلق على هذا المعدن الحدودي اسم bridgmanite ، وستؤثر سرعة توصيله للحرارة على مدى سرعة تسرب الحرارة عبر اللب وخروجها إلى الوشاح.

تحديد هذا المعدل ليس بسيطًا مثل اختبار موصلية البردجمانيت في الظروف الجوية المحيطة. يمكن أن تختلف الموصلية الحرارية بناءً على الضغط ودرجة الحرارة ، وهما يختلفان اختلافًا كبيرًا في أعماق كوكبنا.

للتغلب على هذه الصعوبة ، قام فريق من العلماء بقيادة عالم الكواكب موتوهيكو موراكامي من ETH Zurich في سويسرا بإشعاع بلورة واحدة من bridgmanite بأشعة الليزر النبضية ، مما أدى في الوقت نفسه إلى زيادة درجة حرارتها إلى 2440 كلفن والضغط إلى 80 غيغاباسكال ، بالقرب مما نعرفه. الظروف في الوشاح السفلي – ما يصل إلى 2630 كلفن و 127 جيجا باسكال من الضغط.

قال موراكامي: “يتيح لنا نظام القياس هذا أن نظهر أن التوصيل الحراري للبريدجمانيت أعلى بنحو 1.5 مرة مما هو مفترض”.

وهذا بدوره يعني أن تدفق الحرارة من اللب إلى الوشاح أعلى مما كنا نظن – وبالتالي ، فإن معدل تبريد باطن الأرض أسرع مما كنا نظن.

ويمكن أن تكون العملية متسارعة. عندما يبرد ، يتحول بريدجمانيت إلى معدن آخر يسمى بوست بيروفسكايت ، وهو أكثر موصلة للحرارة وبالتالي يزيد من معدل فقد الحرارة من اللب إلى الوشاح.

قال موراكامي: “يمكن أن تعطينا نتائجنا منظورًا جديدًا لتطور ديناميكيات الأرض”. “يقترحون أن الأرض ، مثل الكواكب الصخرية الأخرى عطارد والمريخ ، تبرد وتصبح غير نشطة بشكل أسرع بكثير مما كان متوقعًا.”

بالنسبة إلى مدى السرعة بالضبط ، فهذا غير معروف. تبريد كوكب بأكمله ليس شيئًا نفهمه جيدًا. يبرد المريخ بشكل أسرع قليلاً لأنه أصغر بكثير من الأرض ، ولكن هناك عوامل أخرى قد تلعب دورًا في مدى سرعة تبريد الكواكب الداخلية.

على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي تحلل العناصر المشعة إلى توليد حرارة كافية للحفاظ على النشاط البركاني. هذه العناصر هي أحد المصادر الرئيسية للحرارة في وشاح الأرض ، لكن مساهمتها ليست مفهومة جيدًا.

وقال موراكامي “ما زلنا لا نعرف ما يكفي عن هذه الأنواع من الأحداث لتحديد توقيتها”.

ومع ذلك ، من المحتمل ألا تكون عملية سريعة على المقاييس البشرية ، في كلتا الحالتين. في الواقع ، من الممكن أن تصبح الأرض غير صالحة للسكن بواسطة آليات أخرى قبل ذلك بوقت طويل. لذلك نحن ربما لديك القليل من الوقت للعمل أكثر على المشكلة لحلها.

تم نشر بحث الفريق في رسائل علوم الأرض والكواكب.

Leave A Reply

Your email address will not be published.