Земля охлаждается быстрее, чем думали

Земля сформировалась 4.5 миллиарда лет тому назад. И начиная с этого момента она медленно охлаждается изнутри.

В то время как температура поверхности планеты и атмосферы меняется на протяжении тысячелетий, проходя от ледникового периода до нынешнего глобального потепления, расплавленная сердцевина Земли, ее «бьющееся сердце», постоянно охлаждается.

И это не просто метафора. Вращающаяся, конвекционная «динамо-машина», расположенная в глубине Земли создает обширное магнитное поле, которое по мнению ученых защищает наш мир и позволяет жизни процветать. Кроме того, теплоотдача мантии, тектоническая активности и вулканические процессы помогают поддерживать жизнь, стабилизируя глобальную температуру и углеродный цикл.

Поскольку Земля изнутри продолжает охлаждаться, это означает, что в конце концов ее внутренняя часть затвердеет, а геологическая активность прекратиться. И возможно наша планета станет пустынной скалой, подобной Марсу или Меркурию. Новые исследования показали, что это произойдет скорее, чем предполагалось ранее.

Главную роль в этом может играть минерал, который находится на границе между внешним железоникелевым ядром Земли расплавленной жидкостью нижней части мантии, расположенным сверху него. Этот пограничный минерал называется бриджманит, или же силикат-перовскит. То, насколько быстро он передает тепло, влияет на то, с какой скоростью жар проходит сквозь ядро к мантии.

Чтобы определить эту скорость недостаточно просто протестировать теплопроводность бриджманита в обычных условиях. Скорость передачи тепла зависит от давления и температуры, которые сильно отличаются в глубинах нашей планеты.

Чтобы преодолеть эту трудность командо ученых во главе с планетологом Мотохико Мураками из Швейцарской высшей технической школы Цюриха направила на кристалл бриджманита импульсные лазеры, одновременно повысив его температуру до 2.440 градусов Кельвина и давление до 80 гигапаскалей. Что довольно близко к известным нам условиям нижней мантии — до 2.630 градусов Кельвина и давления до 127 гигапаскалей.

Ученые обнаружили, что в этих условиях теплопередача бриджманита в 1.5 разв выше, чем предполагалось. Что в свою очередь означает, что поток жара от ядря к мантии выше, чем считалось ранее — а следовательно и скорость, с которой охлаждается Земля, тоже выше.

И этот процесс может ускоряться. При охлаждении бриджманит превращается в другой минерал, который называется пост-перовскит. И у этого материала теплопроводность еще выше, что может повысить скорость потерь тепла от ядра к мантии.

Насколько быстрее охлаждается Земля, пока неизвестно. Охлаждение всей планеты — очень масштабный процесс, в котором пока еще очень много белых пятен. Марс охлаждается немного быстрее потому, что он существенно меньше Земли. Однако есть и другие факторы, которые могут играть роль в скорости охлаждения планет.

Например, распад радиоактивных элементов может выделять тепло, достаточное для поддержания вулканической активности. Подобные элементы являются одним из главных источников жара мантии Земли, но их вклад пока еще до конца не изучен.

Однако несомненно, процесс охлаждения Земли по человеческим меркам все равно не такой уж быстрый, как бы он ни происходил. Также существует немалая вероятность того, что Земля станет необитаемой по другим причинам задолго до того, как остынет. Так что у нас есть еще некоторое количество времени, чтобы разобраться в процессах охлаждения нашей планеты получше.

Ранее портал «Вокруг Света. Украина» писал о том, что в тайном проходе под Панамой дует «мантийный ветер».

По материалам Science Alert

Внутреннее ядро Земли, считавшееся твердым, имеет сложную структуру, похожую на мозг

Вокруг Света