Кристали магнісіоустіти втрачають здатність інфрачервоної передачі при стисненні. Натисніть, щоб збільшити
Дослідники з геофізичної лабораторії інституту Карнегі виявили, що певні мінерали перестають проводити інфрачервоне світло, коли вони знаходяться поблизу ядра Землі. Хоча вони чудово передають інфрачервоне світло на поверхні, вони насправді поглинають його при роздавленні інтенсивним тиском біля ядра Землі. Це відкриття допоможе вченим краще зрозуміти потік тепла у надрах Землі, а також допоможе розробити нові моделі планетарного формування та еволюції.
Мінерали, роздроблені інтенсивним тиском біля ядра Землі, втрачають значну частину здатності проводити інфрачервоне світло, згідно з новим дослідженням геофізичної лабораторії інституту Карнегі. Оскільки інфрачервоне світло сприяє надходженню тепла, результат кидає виклик деяким давнім уявленням про передачу тепла в нижній мантії, шарі розплавленої породи, що оточує тверде ядро Землі. Робота могла б допомогти вивченню мантійних шлейфів - великих стовпчиків гарячої висвітлювальної магми, які, як вважають, створюють такі особливості, як Гавайські острови та Ісландія.
Кристали магнезіоуститу, поширеного мінералу в глибині Землі, можуть передавати інфрачервоне світло при нормальному атмосферному тиску. Але коли вони стиснуті в півмільйона разів більше тиску на рівні моря, ці кристали замість цього поглинають інфрачервоне світло, що перешкоджає потоку тепла. Дослідження з'являться у випуску журналу Science 26 травня 2006 року.
Співробітники Карнегі Олександр Гончаров та Віктор Стружкін разом із докторантом Стівеном Якобсеном пресували кристали магнезіовіту за допомогою алмазної ковадлової клітини - камери, зв'язаної двома надтвердими алмазами, здатними створювати неймовірний тиск. Потім вони просвічували інтенсивне світло крізь кристали і вимірювали довжину хвилі світла, яка пробивала його. На їх подив, стиснуті кристали поглинали велику частину світла в інфрачервоному діапазоні, що дозволяє припустити, що магнезіоустит є поганим провідником тепла при високих тисках.
"Потік тепла у глибинних надрах Землі відіграє важливу роль у динаміці, структурі та еволюції планети", - сказав Гончаров. Існує три первинних механізми, за допомогою яких ймовірно циркулює тепло в глибині Землі: провідність, передача тепла від одного матеріалу або області до іншого; випромінювання, потік енергії через інфрачервоне світло; і конвекція, рух гарячого матеріалу. "Відносна кількість теплового потоку від цих трьох механізмів зараз знаходиться під інтенсивними дискусіями", - додав Гончаров.
Магнезіоустит - другий за поширеністю мінерал нижньої мантії. Оскільки він не передає тепло при високих тисках, мінерал може фактично утворювати ізолюючі патьоки навколо значної частини земного ядра. Якщо це так, випромінювання може не сприяти загальному тепловому потоку в цих областях, а провідність і конвекція можуть відігравати більшу роль у відведенні тепла з ядра.
"Ще рано говорити, як саме це відкриття вплине на геофізику глибин Землі", - сказав Гончаров. "Але стільки того, що ми припускаємо про глибину Землі, покладається на наші моделі передачі тепла, і це дослідження багато чого ставить під сумнів".
Оригінальне джерело: Інститут Карнегі
