Maa kõrvetav südamik pole üksik - see on püütud segunedes teiste, allilma kihtidega. See on uue uuringu kohaselt, mille käigus leiti, et planeedi sisemine osa levitab osa selle sisust vahevöönditeks, millest osa jõuab lõpuks Maa pinnale.
See avastus aitab lahendada aastakümneid kestnud arutelu: kas tuum ja mantel vahetavad mingit materjali, ütlesid teadlased.
"Meie avastused viitavad sellele, et mõni põhimaterjal kandub nende vahevööde põhja ja tuum on seda materjali lekkinud juba viimase 2,5 miljardi aasta jooksul," kirjutasid teadlased veebisaidil The Conversation, kus teadlased kirjutavad oma uurimistöö jaoks avalik.
Leiu tegi võimalikuks perioodilise tabeli element 74 metall volfram (W), element 74. Kui volfram teeks tutvumisprofiili, märgiks see, et see on siderofiil ehk "rauaarmastaja". Seega pole üllatav, et Maa tuumas, mis on peamiselt valmistatud rauast ja niklist, ripub välja palju volframi.
Oma profiilis loetleb volfram ka seda, et sellel on vähe isotoope (element, mille tuumas on erinev neutronite arv), sealhulgas W-182 (108 neutroniga) ja W-184 (110 neutroniga). Uuringut kavandades mõistsid teadlased, et need isotoobid võivad aidata neil lahendada tuumast lekiva küsimuse.
Teine element, hafnium (Hf), on litofiil, mis tähendab, et see armastab kivimeid ja seda võib leida Maa silikaatirikast vahevööst. 8,9 miljoni aasta poolestusajaga hafniumi radioaktiivne isotoop Hf-182 laguneb W-182-ks. See tähendab, et vahevööl peaks olema rohkem W-182 kui tuumal, põhjendasid teadlased.
"Seetõttu võiks ookeani saarte basaalide suhetes 182W / 184W olla tuvastatav keemiline vahetus südamiku ja vahevöö allikate vahel," mis on pärit vahevööst pärit rämpsutest, kirjutasid teadlased uuringus.
Kuid see erinevus volframis oleks uskumatult väike: vahevöö ja südamiku koostises sisalduva volfram-182 koostise erinevus peaks olema vaid umbes 200 miljondikku (ppm). "Seda tüüpi analüüse saab teha vähem kui viis laborit maailmas," kirjutasid teadlased ajakirjas The Conversation.
Lisaks pole tuuma uurimine lihtne, kuna see algab umbes 1800 miili (2900 kilomeetri) sügavusest maa all. Vaadates seda kõige sügavamat auku, mille inimesed on kunagi kaevanud, on Venemaal asuv Kola Superdeep puurkaev, mille sügavus on umbes 12,5 km.
Niisiis, teadlased uurisid järgmist parimat: kivimid, mis lääne Austraalia Pilbara Cratoni sügavast vahevööst Maa pinnale oosisid ning India ookeanis asuvad Réunioni saare ja Kergueleni saarestiku levialad.
Leke tuvastatud
Nendes kivimites sisalduv volframi kogus näitas südamikust leket. Maa elu jooksul oli Maa vahevöös W-182 ja W-184 suhe muutunud, leidsid teadlased. Kummalisel kombel on Maa vanimate kivimite suhe W-182 ja W-184 kõrgem kui enamikul tänapäeva kivimitel, avastasid nad.
"Vahevöö 182W / 184W suhte muutus näitab, et tuumast pärinev volfram on pikka aega vahevöösse lekkinud," kirjutasid teadlased ajakirjas The Conversation.
Maa on umbes 4,5 miljardit aastat vana. Planeedi vanimad vahevöökivimid volframi isotoopides siiski olulisi muutusi ei teinud. See viitab sellele, et 4,3 miljardist 2,7 miljardi aastani tagasi oli materjalide vahetus tuumast ülemise vahevööni vähene või üldse mitte, ütlesid teadlased.
Kuid viimase 2,5 miljardi aasta jooksul on volframi isotoopide koostis vahevöös oluliselt muutunud. Miks see juhtus? Kui südamiku-vahevööndi piirist tõusevad vahevöötmed, siis suundub Maa pinnast pärinev materjal sarnaselt nähtamatuga sügavasse vahevöösse, väitsid teadlased. Selles pinnamaterjalis on hapnikku, see element võib mõjutada volframi, ütlesid teadlased.
"Subduktsioon - maavärvi vahevöösse laskuvate kivimite mõiste - viib hapnikurikka materjali pinnast sügavasse vahevöösse kui plaaditektoonika lahutamatu komponent," kirjutasid teadlased ajakirjas The Conversation. "Katsed näitavad, et hapniku kontsentratsiooni suurenemine südamiku vahevöö piiril võib põhjustada volframi eraldumist südamikust ja vahevöösse."
Või kui sisemine tuum pärast Maa moodustumist tahkus, tõusis hapniku kontsentratsioon välimises tuumas, ütlesid teadlased. "Sel juhul võiksid meie uued tulemused meile öelda midagi tuuma evolutsiooni kohta, sealhulgas ka Maa magnetvälja päritolu kohta," kirjutasid nad ajakirjas The Conversation.
