Νέα έρευνα ανατρέπει τις υπάρχουσες θεωρίες για το… κέντρο της Γης

Τα μυστικά που κρύβονται στο εσωτερικό της Γης παραμένουν ένα από τα μεγαλύτερα επιστημονικά μυστήρια. Ακόμη και με σεισμικά κύματα που δείχνουν τι κρύβεται χιλιάδες χιλιόμετρα κάτω από τα πόδια μας, οι επιστήμονες δεν μπορούν να είναι απόλυτα σίγουροι μέχρι να μπορέσουμε να τρυπήσουμε μέχρι εκεί κάτω.

Νέες ανακαλύψεις και ενημερώσεις από τον συνεχώς συναρπαστικό κόσμο της επιστήμης.

Μέχρι να μπορέσουμε να τρυπήσουμε μέχρι κάτω, οι επιστήμονες δεν μπορούν να είναι σίγουροι για τη φύση του πυρήνα της Γης. Αλλά μια νέα μελέτη δείχνει ότι μπορεί να υπάρχει σε παρόμοια υπερ-ιοντική κατάσταση με τον μυστηριώδη πάγο που πιστεύεται ότι κρύβεται στους πυρήνες των εξωτερικών πλανητών.

Κάτω από το δροσερό εξωτερικό της γης, κάτω από το μανδύα, τις ηπειρωτικές πλάκες και τις διαφορές πίεσης, στο κέντρο όλων, περίπου 5000 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης, βρίσκεται ο εσωτερικός πυρήνας: μια συμπαγής, λαμπερή σφαίρα σιδήρου και νικελίου με διάμετρο περίπου 1300 χιλιόμετρα.

Τουλάχιστον, αυτό πίστευαν οι επιστήμονες. Αλλά σύμφωνα με μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature, ο εσωτερικός πυρήνας της Γης μπορεί να μην είναι τόσο στερεός όσο πιστεύαμε και μπορεί να βρίσκεται σε μια σπάνια ενδιάμεση κατάσταση που δεν είναι ούτε στερεή ούτε υγρή – μια “υπερ-ιονική” κατάσταση.

Οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει σεισμικά κύματα από σεισμούς για να εξετάσουν τι συμβαίνει σε χιλιάδες χιλιόμετρα κάτω από τα πόδια μας.

Τα σεισμικά κύματα ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες μέσω διαφορετικών υλικών και οι επιστήμονες χρησιμοποιούν αυτή τη γνώση για να εκθέσουν τη χημική σύνθεση των στρωμάτων της Γης.

Προηγούμενες μελέτες που χρησιμοποιούν σεισμικά κύματα έχουν επανειλημμένα αποδείξει ότι ένας ειδικός τύπος κύματος γνωστός ως κύματα διάτμησης μπορεί να καταγραφεί γύρω από τον πυρήνα, υποδεικνύοντας ότι είναι στερεό. Αλλά ταυτόχρονα τα κύματα ταξιδεύουν λίγο πολύ αργά για τις προσδοκίες των επιστημόνων για μια μεγάλη συμπαγή σιδερένια σφαίρα χιλιάδων χιλιομέτρων και αυτό δείχνει ότι ο πυρήνας θα μπορούσε επίσης να είναι μαλακός.

Στη νέα μελέτη, οι επιστήμονες προσομοιώνουν τις συνθήκες γύρω από τον πυρήνα σε μια αναζήτηση για μια εξήγηση πέρα από τη συνηθισμένη σκληρή-μαλακή θεωρία. Χρησιμοποίησαν επίσης προσομοιώσεις υπολογιστών για να μελετήσουν πώς τα κύματα διάτμησης θα ταξιδεύουν μέσω διαφορετικών συνδυασμών στοιχείων που υπόκεινται στην ακραία πίεση και θερμοκρασίες που υπάρχουν 5000 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης.

Τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι υπάρχει μια άλλη εξήγηση που ταιριάζει με τα ελαφρώς πιο αργά σεισμικά κύματα: ο πυρήνας της Γης μπορεί να βρίσκεται σε κατάσταση όπου τα στοιχεία του σιδήρου, του άνθρακα, του υδρογόνου και του οξυγόνου συνδυάζονται έτσι ώστε να μην είναι ούτε υγρά, ούτε στερεά, ούτε αέρια. Αντ ‘ αυτού είναι υπερ-ιονικά.

Η υπερ-ιονική κατάσταση κέρδισε περαιτέρω σοβαρή προσοχή τον Οκτώβριο του 2021, όταν μια ομάδα επιστημόνων κατάφερε να αναδημιουργήσει τον μυστηριώδη υπερ-Ιωνικό πάγο – επίσης γνωστός ως μαύρος πάγος – που θα μπορούσε να κρύβεται στους πυρήνες πλανητών όπως ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας.

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα από τα μεγαλύτερα λέιζερ στον κόσμο για να πυροδοτήσουν ένα κρουστικό κύμα θερμότερο από την επιφάνεια του ήλιου μέσω μιας μόνο σταγόνας νερού, μιμούμενοι τις ακραίες συνθήκες στα κέντρα αυτών των πλανητών.

Στο εργαστήριο, ήταν σε θέση να καταγράψουν εν συντομία πώς η ακραία πίεση και οι υψηλές θερμοκρασίες κατέστρεψαν κάθε μόριο νερού, αφήνοντας τα ιόντα οξυγόνου σε στερεή κατάσταση και τα ιόντα υδρογόνου σε πιο υγρή κατάσταση – ακριβώς το είδος της μικτής κατάστασης που προσπαθούσαν να μιμηθούν.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι κάτι παρόμοιο μπορεί να συμβεί στον πυρήνα της γης, όπου τα άτομα σιδήρου σχηματίζουν ένα στερεό πλέγμα που συγκρατεί το υλικό στη θέση του, ενώ ελαφρύτερα στοιχεία όπως ο άνθρακας, το υδρογόνο και το οξυγόνο εισέρχονται στο πλέγμα σε κατάσταση που είναι πιο υγρή.

Τα μυστικά του εσωτερικού της Γης παραμένουν ένα από τα μεγαλύτερα επιστημονικά μυστήρια. Ακόμη και με σεισμικά κύματα που δείχνουν τι κρύβεται χιλιάδες χιλιόμετρα κάτω από τα πόδια μας, οι επιστήμονες δεν μπορούν ακόμη να είναι απόλυτα σίγουροι μέχρι να μπορέσουμε να τρυπήσουμε μέχρι εκεί κάτω.

Έτσι, η νέα μελέτη πιθανότατα δεν θα είναι η τελευταία λέξη για το θέμα. Μόλις το 2019 μια διεθνής ομάδα γεωλόγων εισήγαγε μια άλλη θεωρία σύμφωνα με την οποία τα βραδύτερα σεισμικά κύματα γύρω από τον πυρήνα μπορεί να οφείλονται στο κόκκινο καυτό “χιόνι σιδήρου” που πέφτει από ένα πιο υγρό μέρος του πυρήνα για να προσγειωθεί στο στερεό μέρος.

Πηγή: Science Illustrated