Dünyanın Oluşumu ve Evrimi Hakkında Uzun Süreli Gizemleri Açıklamak

İle

Erimiş Lav Akışı

Bilim adamları, Dünya’nın eski tüy mantosunun (derin kısım), üst mantonun su konsantrasyonuna kıyasla 4 ila 250 kat daha düşük bir su konsantrasyonuna sahip olduğunu belirlediler. Ortaya çıkan viskozite kontrastı, manto içinde karışmayı önleyebilirdi, bu da Dünya’nın oluşumu ve evrimi hakkında uzun süredir devam eden gizemleri açıklamaya yardımcı olabilirdi.

Yeni Model, Dünyanın Derin Mantosunun Baştan Daha Kuru Olduğunu Gösteriyor

Dünya’nın mantosu, Dünya’nın kabuğu ile erimiş çekirdeği arasındaki kalın silikat kaya tabakasıdır. Gezegenimizin hacminin yaklaşık %84’ünü oluşturur. Manto ağırlıklı olarak katı olmasına rağmen, jeolojik zaman ölçeklerinde viskoz bir sıvı gibi davranır – karıştırılması ve karıştırılması bir kap karamel kadar zordur.

Bununla birlikte, şeker analojilerine bağlı kalarak, belki de yapışkan karamelleri değil, malt toplarını düşünün. Yeni bir çalışma, antik mantonun Dünya’nın çekirdeğine en yakın olan derin kısmının, mantonun genç gezegenin yüzeyine en yakın kısmından önemli ölçüde daha kuru başladığını gösteriyor. Bu araştırma, St. Louis’deki Washington Üniversitesi’nde Sanat ve Bilim bölümünde yer ve gezegen bilimlerinde yardımcı doçent olan Rita Parai tarafından yürütülmüştür.

Parai, soy gaz izotop verilerini analiz ederek, antik tüy mantosunun (derin kısım), üst mantonun su konsantrasyonuyla karşılaştırıldığında 4 ila 250 kat daha düşük bir su konsantrasyonuna sahip olduğunu belirledi.

Daha sonra, ortaya çıkan viskozite kontrastı, manto içinde karışmayı önleyebilirdi. Bu, Dünya’nın oluşumu ve evrimi hakkında uzun süredir devam eden bazı gizemleri açıklamaya yardımcı olacaktır. Araştırma, 11 Temmuz haftasında yayınlandı. Ulusal Bilimler Akademisi (PNAS) Bildirileri.

Airglow Battaniyeler Dünya'nın Ufku

Uluslararası Uzay İstasyonu’ndan alınan bu fotoğrafta, Kaliforniya’nın güneybatısındaki Pasifik Okyanusu’nun 262 mil yukarısında yörüngede dönen bu fotoğrafta, yörüngesel bir gün batımı sırasında hava aydınlığı Dünya’nın ufkunu kaplıyor. Kredi bilgileri: NASA

Üniversitenin McDonnell Uzay Bilimleri Merkezi’nde öğretim üyesi olan Parai, “İlkel bir viskozite kontrastı, tüm manto magma okyanuslarını tetikleyen dev etkilerin büyüyen gezegeni neden homojenleştirmediğini açıklayabilir” dedi. “Ayrıca, tüy mantosunun neden Dünya tarihi boyunca kısmi erime ile daha az işlem gördüğünü de açıklayabilir.”

Parai’nin soruşturması, bir zamanlar kendi alanında yaygın olarak kabul edilen bir varsayıma meydan okuyor: Dünya’nın mantosunun başından beri tek tip olduğu. Güneş sistemi yaklaşık 4,5 milyar yıl önce mevcut düzenine yerleştiğinde, yerçekimi dönen gaz ve tozu çekerek güneşten üçüncü gezegen haline geldiğinde Dünya oluştu. Su, karbon, nitrojen ve soy gazlar gibi uçucular, oluştuğu gibi Dünya’ya verildi, ancak Parai’nin çalışması, daha önce birikmiş olan malzemenin, daha sonra toplanandan daha kuru bir kaya türü olduğunu gösteriyor.

Manto helyum, neon ve ksenon (Xe) izotoplarının, üst manto ile karşılaştırıldığında, bu yığılma periyodunun sonunda tüy mantosunun Xe ve su gibi düşük uçucu konsantrasyonlara sahip olmasını gerektirdiğini buldu. Üst manto, karbonlu kondritler olarak adlandırılan bir göktaşı sınıfına benzer, uçucu açısından zengin malzemelerden daha büyük bir kütle katkısından yararlanmış olabilir.

Parai, bir gezegenin yaşam hikayesini anlamak için çok yönlü bir yaklaşım benimsiyor. PNAS’taki bu çalışma, geliştirdiği bir modeli sunuyor, ancak Parai, Washington Üniversitesi’ndeki yüksek sıcaklık izotop jeokimya laboratuvarında kaya örnekleriyle kendi deneysel çalışmasını da yapıyor. Soy gaz izotoplarını inceliyor — özellikle Xe’den olanlar — Dünya’nın manto bileşiminin evrimini anlamak için volkanik kayalarda ve atmosferin evrimini görmek için Dünya yüzeyindeki karasal kayalarda.

“Laboratuvarımda,” dedi Parai, “doğal kaya örnekleri alıyoruz – çoğunlukla modern volkanik kayalar, ama aynı zamanda bazı eski kayalar da — ve Dünya tarihi hakkında farklı şeyleri anlamaya çalışıyoruz. Özellikle, Dünya’nın atmosferini, okyanuslarını ve yaşanabilirlikle ilgili diğer özelliklerini nasıl elde ettiğini bilmek istiyoruz.”

Referans: Rita Parai, 14 Temmuz 2022, “Asil gaz izotoplarından kuru bir antik tüy mantosu”, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
DOI: 10.1073/pnas.2201815119

Finansman: DOE/ABD Enerji Bakanlığı

Leave a Reply

Your email address will not be published.