Dünyanın iç kısmındaki Karbon ve su döngüleri, manto erimesi, gazdan arındırma, kimyasal farklılaşma ve adveksiyon gibi önemli gezegensel süreçlerle bağlantılıdır. Ancak örtü ile çekirdek arasındaki karbon değişiminde suyun rolü tam olarak bilinmemektedir.
Gelişmiş Foton Kaynağında Argonne National Laboratory, Byeongkwan Ko, yakın zamanda doktora yapmış. den mezun Arizona Devlet Üniversitesive ekibi, suyu ve demir-karbon alaşımını beklenen basınç ve sıcaklığa sıkıştırdıkları deneyler yürütüyorlar. Dünya'nın çekirdeği-manto sınırı, demir-karbon alaşımını eritiyor.
Bilim adamları, su ve metalin, tıpkı Dünya yüzeyindeki paslanma gibi reaksiyona girerek demir oksitler ve hidroksitler oluşturduğunu buldu. Ayrıca, çekirdek-manto sınırı koşulları için, paslanmanın aksine, YeryüzüKarbon, sıvı demir metal alaşımından çıkar ve bir elmas oluşturur.
Karbon demiri seven bir element olduğundan çekirdeğin önemli miktarda karbon içermesi öngörülmektedir. Karbon mantonun nispeten düşük Karbona sahip olduğu düşünülüyor. Bilim insanlarına göre manto aslında önceden düşünülenden çok daha fazla Karbon içeriyor.
ASU'nun Dünya ve Uzay Araştırmaları Okulu'nda profesör ve makalenin ortak yazarlarından Dan Shim şunları söyledi: “3,000 km derinlikte silikat manto ile metalik çekirdek arasındaki sınırdaki sıcaklık (yaklaşık 7,000 Fahrenheit derece) değerine ulaşıyor; bu, çoğu mineralin atomik ölçekteki yapılarında tutulan H2O'yu kaybetmesi için yeterince yüksek. Sıcaklık bu şartlarda bazı minerallerin erimesine yetecek kadar yüksek.”
Şim şunları söyledi:Dünyanın çekirdek-manto sınırı için beklenen basınçlarda, demir metali sıvısıyla hidrojen alaşımının çekirdekteki diğer hafif elementlerin çözünürlüğünü azalttığı görülüyor. Bu nedenle, muhtemelen Dünya'nın çekirdeğinde bulunan Karbon'un çözünürlüğü, hidrojenin mantodan çekirdeğe girdiği yerde (dehidrasyon yoluyla) yerel olarak azalır."
“Dünyanın çekirdek-manto sınırındaki basınç-sıcaklık koşullarında Karbonun kararlı formu elmastır. Yani sıvı dış çekirdekten kaçan Karbon, mantoya girdiğinde elmasa dönüşecek.”
Ko dedi ki: “Karbon yaşam için gereklidir ve birçok jeolojik süreçte önemli bir rol oynar. Çekirdekten mantoya kadar bir karbon transfer mekanizmasının keşfi, yerküredeki karbon döngüsünün anlaşılmasına ışık tutacaktır. Dünyanın derin iç kısmı. Çekirdek-manto sınırındaki elmas oluşumunun, gezegende batmanın başlamasından bu yana milyarlarca yıldır devam ediyor olabileceği göz önüne alındığında, bu daha da heyecan verici.”
"Bu yeni çalışma, bu elmas oluşum süreci yoluyla çekirdekten mantoya sızan karbonun, mantodaki yüksek karbon miktarlarını açıklamaya yetecek kadar karbon sağlayabileceğini gösteriyor."
Bilim adamları da bunu öngördü elmasÇekirdek-manto sınırında zengin yapılar mevcut olabilir ve sismik çalışmalar bu yapıları tespit edebilir çünkü sismik dalgalar yapılar için alışılmadık derecede hızlı hareket etmelidir.
Layner şuraya, "Sismik dalgaların çekirdek-manto sınırındaki elmas açısından zengin yapılar boyunca olağanüstü hızlı yayılmasının nedeni, elmasın son derece sıkıştırılamaz olması ve çekirdek-manto sınırındaki diğer materyallerden daha az yoğun olmasıdır."
Dergi Referans:
- Byeongkwan Ko, Stella Chariton ve diğerleri. Dünyanın Çekirdek-Manto Sınırında Su Kaynaklı Elmas Oluşumu. Jeofizik Araştırma Mektupları. DOI: 10.1029/2022GL098271
