دانشمندان در پی کشف اسرار لایه داخلی زمین

محققان «موسسه فناوری فدرال زوریخ» در مطالعه اخیرشان اظهار کرده‌اند بخش داخلی زمین سریع‌تر ازآنچه تصور می‌شد، در حال سرد شدن است. تکامل سیاره زمین را می‌توان با بررسی آن طی ۴.۵میلیارد سال گذشته توصیف کرد. در طی میلیون‌ها سال، سطح سیاره سرد شد و پوسته‌ای شکننده را تشکیل داد. اگرچه بازهم برخی از سؤالات مانند اینکه طی این مدت زمین با چه سرعتی سرد شده و اینکه چه مدت ممکن است طول بکشد تا این خنک شدن مداوم، فرآیندهای گرمایی ذکرشده را متوقف کند، همچنان بی‌پاسخ‌مانده است. «رسانندگی گرمایی» مواد معدنی می‌تواند پاسخ این سؤالات باشد. رسانندگی گرمایی در فیزیک خاصیتی از اجسام است که بیانگر توانایی آن‌ها در انتقال گرماست. این رسانندگی گرمایی مواد معدنی مرز بین هسته و گوشته زمین را تشکیل می‌دهد. این لایه‌مرزی مرتبط است زیرا اینجاست که سنگ چسبناک گوشته زمین در تماس مستقیم با گدازه داغ آهن نیکل هسته خارجی سیاره قرار می‌گیرد. به دلیل تند بودن گرادیان دما بین هر دولایه، گرمای زیادی باید در اینجا جریان داشته باشد. این لایه‌مرزی از ماده معدنی بریگمانیت ساخته‌شده است. بااین‌حال، تخمین اینکه این ماده معدنی چه میزان گرما را از هسته زمین به گوشته هدایت می‌کند، دشوار است. اخیراً دانشمندان موسسه فناوری فدرال زوریخ یک سیستم اندازه‌گیری پیچیده ایجاد کرده‌اند که این سیستم آن‌ها را قادر می‌سازد رسانندگی گرمایی بریگمانیت را در آزمایشگاه و در شرایط فشار و دمایی که در داخل زمین حاکم است، اندازه‌گیری کنند. پروفسور «موتوهیکو موراکامی» از موسسه فناوری فدرال زوریخ گفت: این سیستم اندازه‌گیری به ما اجازه می‌دهد تا نشان دهیم که رسانندگی گرمایی بریگمانیت حدود ۱.۵برابر بیشتر از حدی است که تاکنون فرض شده است. جریان گرمای بیشتر به‌نوبه خود، سرعت جریان همرفت گوشته را افزایش می‌دهد و خنک شدن زمین را تسریع می‌کند. این امر ممکن است باعث شود که زمین‌ساخت صفحه‌ای یا تکتونیک صفحه‌ای که با حرکات همرفتی گوشته ادامه می‌یابد، سریع‌تر ازآنچه محققان بر اساس مقادیر رسانش گرمایی قبلی انتظار داشتند، کند شود. همرفت گوشته زمین، خزش بسیار آهسته گوشته جامد سیلیکاتی زمین است که ناشی از جریان‌های همرفت حامل گرما از درون سیاره به سطح آن است. دانشمندان همچنین نشان داده‌اند که سرد شدن سریع گوشته باعث تغییر فازهای معدنی پایدار در مرز هسته و گوشته می‌شود. چراکه پس از سرد شدن، بریگمانیت به ماده معدنی پسا پروسکایت تبدیل می‌شود. پسا پروسکایت یک فاز فشار بالا از سیلیکات منیزیم(MgSiO۳)است. این ماده از ترکیب اجزا سازنده اکسید اصلی گوشته سنگی زمین(MgO و SiO۲) تشکیل شده و فشار و درجه حرارت آن برای پایداری نشان می‌دهد که احتمالاً در قسمت‌هایی از اعماق زمین، چند صد کیلومتری گوشته زمین رخ می‌دهد.