Αποκαλύπτοντας τα μυστικά του εσωτερικού της Γης

Πηγή: Πανεπιστήμιο του Σικάγου, Δεκέμβριος 2005

Μια νέα θεωρία έχει αναπτυχθεί πρόσφατα από καναδούς και αμερικανούς γεωλόγους - επικεφαλής των οποίων είναι ο Bruce Buffet καθηγητής Γεωφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου - που μπορεί να εξηγήσει την προέλευση του μυστήριου στρώματος στην περιοχή μεταξύ του κατώτερου μανδύα και του εξωτερικού πυρήνα της γης. Εξετάζοντας τη περιστροφή της γης γύρω από τον ήλιο, ο καθηγητής αυτός ανάπτυξε μια μοναδική θεωρία για το στρώμα που βρίσκεται μακριά κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη.

Η οριακή αυτή περιοχή (CMB) έχει πολύ διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες από αυτές των δύο στρωμάτων, που είναι δύσκολο να γίνει κατανοητό ποια είδη διαδικασιών μπορεί να λαμβάνουν χώρα εκεί κάτω.

Ο καθηγητής Bruce Buffet συνέδεσε την ασυνήθιστη σεισμική δραστηριότητα, την ταλάντευση της γήινης τροχιάς γύρω από τον ήλιο, και τα παράξενα στοιχεία που βρέθηκαν στην λάβα της Χαβάης, και υπέθεσε την ύπαρξη αυτού του νέου στρώματος μεταξύ του εσωτερικού τμήματος και του εξωτερικού τμήματος του πυρήνα.

Και ερευνώντας ο Buffet τη "ταλάντευση των κινήσεων" που κάνει η γη κατά τη διάρκεια της πορείας της γύρω από τον ήλιο, ανακάλυψε ότι η πραγματική πορεία της γης ποικίλλει ελαφρώς από τις προβλέψεις των επιστημόνων.

Αλλά όταν η ομάδα του Buffet πρόσθεσε ένα υποθετικό αγώγιμο στρώμα με πυριτικά ιζήματα κάτω από τη γήινη επιφάνεια, βρήκαν ότι οι προβλέψεις τους έγιναν ακριβέστερες.

Στην εργασία τους εξηγείται ότι αυτό το στρώμα των ιζημάτων με πυριτικά άλατα έχει συσσωρευτεί στην κορυφή του γήινου πυρήνα, ενδεχομένως και για δύο εκατομμύρια χρόνια. Το νέο αυτό στρώμα έχει σύμφωνα με τους γεωφυσικούς πάχος 10 έως 60 χιλιόμετρα και βρίσκεται μεταξύ του τμήματος του γήινου πυρήνα από υγρό σίδηρο και του πυθμένα του μανδύα, από κρυσταλλικά πυριτικά άλατα. Και αναφέρουν ότι τα πυριτικά αυτά άλατα αναγκάζονται από τον εσωτερικό πυρήνα να μετατοπίζονται προς τον εξωτερικό πυρήνα, παράγοντας μια χημική αντίδραση που ωθεί τελικά το υλικό πάνω στο κατώτατο σημείο του μανδύα, ως ίζημα.

Κατά το παρελθόν γεωφυσικοί έχουν αναγνωρίσει ότι η κάτω περιοχή του μανδύα (100 έως 200 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια) - το στρώμα D όπως λέγεται - συμπεριφέρεται με ανώμαλο τρόπο. Ένα άλλο όνομα για αυτό το στρώμα είναι η ζώνη με υπερβολικά χαμηλή ταχύτητα (ULVZ), επειδή τα σεισμικά κύματα επιβραδύνονται έντονα μέσα σε αυτή τη ζώνη. Επίσης, έχει υποτεθεί ότι κάποιες βραχυπρόθεσμες διαταραχές (μικρότερες των 20 ετών) στη γήινη περιστροφή μπορούν να αποδοθούν στις διαδικασίες που πραγματοποιούνται μέσα στο στρώμα ULVZ.

Επιστήμονες σαν τον Bruce Buffet προτείνουν ότι αυτό συμβαίνει γιατί υπάρχει μια αργή αλλά σταθερή αύξηση του στερεού εσωτερικού πυρήνα. Τα ελαφριά στοιχεία του στερεού εσωτερικού πυρήνα αναγκάζονται να ανεβαίνουν προς τα πάνω προς τον υγρό εξωτερικό πυρήνα υπό μορφή ενώσεων όπως FeO και FeSi. Μέσα στον εξωτερικό πυρήνα, ή κοντά στο όριο CMB, αυτές οι ενώσεις μετασχηματίζονται πιθανώς στο πυριτικό ορυκτό άλας (περιβσκίτης Mg.Fe)SiO₃), το οποίο, φυσικά, είναι ελαφρύτερο από τον περιβάλλοντα υγρό σίδηρο.

Έτσι, το ορυκτό αυτό ανεβαίνει προς τα πάνω υπό 'βροχή' μορίων και εγκαθίσταται ως ίζημα  στην περιοχή ανάμεσα στον πυρήνα και τον μανδύα, την CMB. Κατά τη διάρκεια του χρόνου τα ιζήματα συμπιέζονται και ο παγιδευμένος υγρός σίδηρος συμπιέζεται προς τα πίσω, προς τον πυρήνα. Είναι πιθανό ότι το πυριτικό αυτό ορυκτό γίνεται μέρος του μανδύα. Υπάρχουν δε στοιχεία ότι κάποιο υλικό σαν του πυρήνα παρασύρεται προς το μανδύα, εμφανιζόμενο αργότερα σαν μάγμα σε τοποθεσίες όπως η Χαβάη. Οι γεωφυσικοί επίσης λένε ότι ο διαχωρισμός του υλικού του μεταλλικού πυρήνα προωθεί τη μεταφορά του πυρήνα και έτσι ενισχύει την ισχύ του γήινου μαγνητικού πεδίου.

Μια άλλη απόδειξη για τη θεωρία, εκτός των μικρών κινήσεων της γης είναι η ανωμαλία της επιβράδυνσης των σεισμικών κυμάτων, που περνούν μέσω της γης όταν γίνονται σεισμοί. Επίσης, η παρουσία ποικίλων σπάνιων στοιχείων που βρίσκονται στην λάβα της Χαβάης, που θεωρούνται ότι προέρχονται από τον πυρήνα.

Υπάρχει όμως και μια άλλη άποψη, του Russ Pysklywec από το πανεπιστήμιο του Τορόντο, ότι τα ασυνήθιστα αυτά σεισμικά κύματα θα μπορούσαν επίσης να είναι το αποτέλεσμα "ενός νεκροταφείου παλαιών πλακών", τα υπολείμματα των ηπειρωτικών στρωμάτων που έχουν βυθιστεί στο κατώτατο σημείο του γήινου μανδύα.

Όμως, υπάρχουν στοιχεία ότι τα κατώτατα 10-20 χιλιόμετρα του μανδύα, όπου παρατηρούνται τα ασυνήθιστα σεισμικά κύματα, έχουν ριζικά διαφορετικές ιδιότητες από τα κατώτατα 200 χιλιόμετρα που συνδέονται με τις πλάκες.

Και αν αυτή η θεωρία των ιζημάτων που ανεβαίνουν είναι σωστή θα μπορούσε τότε να έχει βαθιές συνέπειες που βλέπουμε το γήινο μαγνητικό πεδίο. Και ο λόγος για τον οποίο ενδιαφερόμαστε για τον πυρήνα της Γης είναι επειδή εκεί δημιουργείται το μαγνητικό πεδίο της Γης, το οποίο είναι ένας από τους βασικούς παράγοντες που μας προστατεύουν από την επικίνδυνη κοσμική ακτινοβολία και κάνουν τη Γη πολύ περισσότερο κατοικήσιμη.