Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

ERC

DECore Wynik w skrócie

Project ID: 207467
Źródło dofinansowania: FP7-IDEAS-ERC
Kraj: Francja

Eksperymenty ujawniają, jak uformowało się jądro Ziemi

Uformowanie się jądra Ziemi i związane z tym procesy nie zostały jeszcze dokładnie poznane. Ta luka w wiedzy naukowej była przedmiotem inicjatywy finansowanej ze środków UE, w ramach której zaprojektowano nowe protokoły i teoretyczne procedury doświadczalne służące do badania procesów zachodzących na Ziemi w pierwszych 100 milionach lat po uformowaniu się Układu Słonecznego.
Eksperymenty ujawniają, jak uformowało się jądro Ziemi
Celem projektu DECORE (Deep Earth chemistry at the core) było zbadanie pierwotnego zróżnicowania Ziemi w czasie akrecji oraz powstania jej jądra. W ramach projektu badano, w jaki sposób materiał akrecyjny, obejmujący skały i bogate w żelazo metale, uległ stopieniu i oddzielił metaliczne części od części skalnych, aby uformować odpowiednio jądro i płaszcz krzemianowy (ocean magmowy).

Badacze śledzili ewolucję syderofilnych pierwiastków śladowych i włączenie lekkich pierwiastków do jądra i jak zostały one połączone. Stężenia syderofilnych pierwiastków śladowych w płaszczu i stężenie pierwiastków lekkich w jądrze można zmierzyć, wykorzystując geochemię i geofizykę do uzyskania ważnych ograniczeń w zakresie uformowania się jądra.

Naukowcy wykorzystali wysokociśnieniowy, wysokotemperaturowy aparat, w skład którego wchodziły prasy wielkoobjętościowe i ogrzewane laserowo komórki kowadłowe, w celu odtworzenia warunków występujących głęboko we wnętrzu Ziemi. Dzięki temu możliwe było po raz pierwszy objęcie całkowitej głębi zakresu (ciśnienia i temperatury), w jakim formowało się jądro. Wyniki wskazują na to, że formowanie się jądra w bogatym w FeO oceanie magmowym było najbardziej realnym rozwiązaniem. Tlen jest głównym pierwiastkiem lekkim w jądrze, gdzie występują także mniejsze ilości krzemu.

Scenariusz formowania się jądra w tak "utlenionym" oceanie magmowym, który z czasem ulega zmniejszeniu, okazał się skutecznym mechanizmem do wyjaśnienia zmniejszenia oceanu magmowego poprzez włączenie tlenu do jądra. Umożliwił on również lepsze wyjaśnienie rozdzielenia pierwiastków chromu (Cr) i wanadu (V).

Z geofizycznego punktu widzenia, obliczenia wykonane w ramach projektu wykazały, że tlen był jedynym pierwiastkiem, którego obecność jest zawsze konieczna w jądrze zewnętrznym, aby zachować zgodność z jego profilami sejsmicznymi prędkości i gęstości. Dlatego też wymóg geofizyczny dotyczący bogatego w tlen jądra zewnętrznego poparł hipotezę akrecji i formowania się jądra w środowisku utlenionym.

Naukowcy projektu DECORE zarejestrowali również, że to utlenione środowisko przypomina stan utlenienia asteroid, jak np. (4) Westa, co jest typowe dla rodzaju obiektów, z których zgodnie z przypuszczeniem badaczy Ziemia mogła dokonywać akrecji.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Ziemia, jądro, DECORE, akrecja, krzemian, płaszcz, ocean magmowy, syderofilny, prasy wielkoobjętościowe, komórka kowadłowa, (4) Westa
Numer rekordu: 188429 / Ostatnia aktualizacja: 2016-10-25
Dziedzina: Środowisko