Стапката на испарливи елементи на Земјата укажува на тоа дека целиот јаглерод настанал при судир со планета во зачеток околу 100 милиони години по формирањето на Земјата. Заслуги: A. Passwaters/Rice University based on original courtesy of NASA/JPL-Caltech
Во истражувањето на Универзитетот Рајс, научниците открија дека буквално целиот јаглерод на Земјата, кој е одговорен за животот на неа, настанал при судар со планета во зачеток слична на Меркур пред околу 4,4 милијарди години.
Во новото истражување од Nature Geoscience, Раџдип Дасгупта (Rajdeep Dasgupta) и колегите предложија одговор на едно дамнешно геолошко прашање: „Како на Земјата се развил живот базиран на јаглерод, кога најголемиот дел од јаглеродот требало или да испари уште во нејзините најрани денови, или пак да остане заробен некаде длабоко во нејзиното јадро?“. Вистински предизвик е да се објасни потеклото на испарливи елементи како јаглеродот надвор од јадрото на Земјата.
Лабораторијата на Дасгупта се обидува да ги рекреира условите кои постојат во внатрешноста на Земјата и, впрочем, на секоја карпеста планета. Неговиот тим, користејќи хидраулични преси, компримира карпи постигнувајќи температури и притисоци кои одговараат на оние кои ги има на 250 милји под површината.
И пред ова истражување имаше студии кои покажуваа дека дури и ако јаглеродот не испари уште на самиот почеток , тогаш со сигурност ќе остане заробен во јадрото на Земјата, поради тамошното присуство на легури богати со железо, кои имаат голем афинитет за јаглеродот.
Земјиното јадро, кое е воглавно составено од железо, сочинува околу една третина од масата на Земјата. Другите две третини во најголем дел ги сочинува обвивката од силикати. Таа се протега повеќе од 2400 километри под површината. Земјината кора и атмосферата се толку тенки што сочинуваат само околу 1 % од масата. Меѓу горните три слоеви постои постојана размена на материја, вклучувајќи ги и испарливите елементи.
Ако иницијалната распределба на јаглерод на Земјата била во јадрото, или пак испарила во Вселената, тогаш се поставува прашањето: Од каде доаѓа сиот тој јаглерод во силикатите и биосферата?
Една популарна теорија е дека испарливите елементи како јаглерод, сулфур, азот и водород се појавиле тука по формирањето на Земјиното јадро. Aко некој од овие елементи пристигнал на Земјата со комета или метеорит 100 милиони години по формирањето на Сончевиот Систем, тогаш тие би ја избегнале пеколната жештина од океанот магма кој дотогаш ја препокривал планетата.
Шематски опис на спојување на Земјата со планета во зачеток (ембрион), доста слична на Меркур. Сценариото произлезено од експериментите на Универзитетот Рајс. Процесите во океанот – магма кај планетите во зачеток може да доведат до формирање на јадро богато со силициум и сулфур, а надворешен слој од јаглерод. Спојување на Земјата со таква планета може да го објасни потеклото на јаглеродот и сулфурот. Заслуги: Rajdeep Dasgupta
Проблемот со оваа идеја е што не се познати метеорити кои би го обезбедиле точниот сегашен сооднос на елементи на нашата планета.
Пред околу две години тимот на Дасгупта почна да бара алтернативни решенија за проблемот со испарливите елементи и составот на јадрото, па беа спроведени експерименти за мерење на влијанието на сулфурот и силициумот врз афинитетот на железото за јаглерод.
Дасгупта сметал дека дефинитивно треба да почне да се размислува надвор од конвенционалното мислење за составот на јадрото (никел, железо, јаглерод), па предвидел легури богати со сулфур (делумно заради составот на јадрото на Марс) и легури богати со силициум (како јадрото на Меркур).
Експериментите покажаа дека јаглеродот треба да се изостави од јадрото и да се смести во обвивката од силициум (доколку легурите од железо во јадрото се богати со сулфур или силициум).
Раџдип Дасгупта. Заслуги: Jeff Fitlow/Rice University
Клучните податоци покажуваат како распределбата на јаглерод меѓу металните и силициумските делови на планетите слични на Земјата може да варира во зависност од променливи како што се температурата, притисокот, содржината на сулфур и силициум. Тимот ги предвиде релативните концентрации на јаглерод кои би се добиле при збогатување со сулфур или силициум, а потоа ги споредија со познатите концентрации во силициумовата обвивка.
Едно веќе споменато сценарио кое го објаснува соодносот јаглерод/сулфур и изобилството на јаглерод е дека планета во зачеток слична на Меркур, со веќе оформено јадро со силициум, се судрила и стопила со Земјата. Бидејќи овде се работи за масивни тела, сосема е можно јадрото на едната планета да стигнало до јадрото на другата и така да настане и специфичното мешање на обвивките богати со јаглерод.
Овој труд се фокусира само на јаглеродот и сулфурот и притоа успешно ги објаснува количината и соодносите на овие два елементи на Земјата. Потребни се уште трудови чиј фокус ќе бидат другите испарливи гасови.
Превод: Милан Велков
Извор: Phys
