Osluškujući odjek potresa, koji odjekuje unutar našeg planeta, znanstvenici mogu dobro procijeniti što se nalazi unutar Zemlje. Nažalost, seizmički valovi često imaju nedosljednosti koje znanstvenici tek trebaju u potpunosti razumjeti. Jedan izvor varijabilnosti javlja se u džepovima materijala niske gustoće nekih 3000 kilometara ispod površine, između vanjske jezgre od legure tekućeg željeza i plašta. Nova studija predlaže da ‘snijeg’ bogat silicijem koji se diže iz vanjske jezgre može pomoći u objašnjenju nekih anomalija u promatranjima. Budući da bi silicij čestice učinio lakšim od okolnog tekućeg željeza, materijal bi mogao istjecati prema plaštu, dakle prema gore i taložiti se u nanosima koji uzrokuju izobličenje zvučnih valova na nepredvidive načine.
“Ako su silicij i vodik dva glavna laka elementa u najudaljenijoj jezgri s odgovarajućom zastupljenošću, može doći do takvog uzdižućeg snijega bogatog silicijem”, kaže geoznanstvenik Suyu Fu, sa Sveučilišta u Tokiju u Japanu. Kako bi to testirali, tim je u laboratoriju rekreirao uvjete unutar Zemljine vanjske jezgre. Legura željeza i silicija stavljena je u plin vodik-argon prije nego što je ultrakomprimirana unutar ćelije dijamantnog nakovnja. Te uređaje geolozi često koriste za postizanje razina kompresije usporedivih s onima unutar planeta poput našeg. Uzorci se sabijaju putem mehaničke sile između dva dijamanta (otuda i naziv) i proučavaju se promjene. U ovom slučaju uzorak je zagrijavan pomoću lasera i praćen rendgenskim zrakama. Znanstvenici su uspjeli prevladati problem s prethodnim eksperimentima, u kojima bi visoke temperature uzrokovale difuziju vodika koji je sadržavao leguru željeza. “Naš tim je razvio novu metodu u kojoj se vodik miješa s argonom u ćelijama dijamantnog nakovnja”, kaže geoznanstvenik Sang-Heon Dan Shim sa Sveučilišta Arizona State.
Vrlo važno otkriće
“Argon ne reagira s uzorkom, ali potiskuje difuziju vodika u dijamantne nakovnje, što nam omogućuje postizanje ekstremnih uvjeta u laboratoriju.” Pod tim sličnim uvjetima tlaka i temperature kao u vanjskoj jezgri Zemlje, istraživači su otkrili da bi se “snijeg” kristalita bogat silicijem mogao formirati i uzdizati kroz gušće tekuće željezo da bi se akumulirao na granici plašta i vanjske jezgre, vjerojatno uzrokujući neke od anomalija koje su primijetili znanstvenici dok su skenirali najdublje dijelove planeta. Iako možda mislite da nama gore na Zemljinoj površini ništa od ovoga nije previše važno, kretanje vanjske jezgre pokreće magnetsko polje našeg planeta, koje nas zauzvrat štiti od utjecaja trošenja svemira i sunčevog vremena. Stjecanje boljeg razumijevanja onoga što se nalazi u vanjskoj jezgri, kako se ona kreće i kako bi to moglo utjecati na njezinu interakciju s plaštem, ključno je za predviđanje kako bi Zemljino magnetsko polje moglo nastaviti djelovati u budućnosti.
“Kristalizacija legure bogate silicijem pronađena je tijekom naših eksperimenata u snježnim zimskim danima u Chicagu tijekom pandemije”, kaže Shim. “Zanimljivo je da takvo ponašanje kristalizacije može dovesti do dizanja snijega bogatog silicijem u vanjskoj jezgri.”
