Загадки геохимии

Общество

На глубине 2 900 километров начинается внутреннее, твердое ядро Земли, состоящее прежде всего из железа и в незначительной степени из никеля. Однако сейсмические данные указывают на то, что в ярде должны были бы содержаться и более легкие элементы. Геологи интенсивно обсуждают, что за элементы это могли бы быть. С помощью специального изотопного анализа американские ученые смогли получить новые свидетельства об эти частички. В журнале Science информируют, что для этого, однако, нужно разъяснить еще невыясненные вопросы геохимического развития Земли.

 

 

 

Схематическая структура оболочек Земли: эксперименты с применением высокого давления придают новое понимание состава ядра Земли.

 

 

«Снова и снова содержимое Земли задает нам загадки, которые мы не понимаем», – рассказывает Анат Шагар (Anat Shahar) из Геофизической лаборатории Института науки Карнеги в Вашингтоне. Совместно с французскими коллегами он разработал лабораторный эксперимент, в процессе которого исследовали поведение железа под очень сильным давлением силой 60 гігапаскаль.

 

Целью эксперимента было расшифровать, с которыми более легкими элементами (углерод, кислород или водород) железо могло бы образовать соединения протяжении процесса формирования земного ядра. Большое значение при этом приобрел специальный эффект, который ученые называют изотопным фракционированием.

 

При этом различные изотопы железа, в зависимости от их атомной массы и силы давления, взаимодействуют несколько по-другому с более легкими элементами. Учитывая то, что на этапе создания земного ядра железо и железные соединения проникли вглубь из мантии, то все пробы пород мантии имели бы удостоверять специфический изотопный подпись, что соответствует изотопному фракционированию.

 

В алмазном прессе Шагар с коллегами подвергли действию высокого давления разные железные соединения. При этом оказалось, что скорость образования изотопов железа (Fe-57, Fe-54) с водородом или углеродом минимально отличаются друг от друга. Соответственно, этот изотопный эффект должен был бы отражаться и в пробах породы, отобранных из мантии Земли. Но этого не произошло.

 

Так ученые смогли по крайней мере отбросить предположение, что водород и углерод относятся к более легких элементов в ядре Земли. В такой способ теперь нужно проверить и остальных соединений железа. Наиболее вероятными кандидатами на легкие элементы ядра ученые считают кислород, кремний и серу. Будущие эксперименты должны показать, какие из этих элементов в процессе истории взаимодействовали с железом под высоким давлением, чтобы в конечном итоге образовать ядро нашей планеты.

 

 

Jan Oliver Löfken

Geochemie: Welche leichten Elemente stecken im Erdkern?

Wissenschaft-aktuell.de, 02/05/2016

Зреферувала Соломия Кривенко

Добавить комментарий

Your email address will not be published.

*