Dünyanın Dış Çekirdeğinde Yukarı Doğru Hareket Eden Silikon Açısından Zengin Madde Olabilir

Gezegenimizdeki depremlerin yankısını dinleyerek, Dünya'yı dilimlemeden de içinde ne olduğu hakkında iyi bir tahminde bulunabiliriz. Ne yazık ki, sismik dalgalar genellikle bilim insanlarının henüz tam olarak anlayamadığı tutarsızlıklara sahiptir.

Değişkenliğin bir kaynağı, sıvı demir alaşımlı dış çekirdek ile manto arasında, yüzeyin yaklaşık 3.000 kilometre altındaki düşük yoğunluklu malzeme ceplerinde meydana gelir.

Yeni bir çalışma, dış çekirdekten yükselen silikon açısından zengin bir 'kar'ın gözlemlerdeki bazı anormallikleri açıklamaya yardımcı olabileceğini öne sürüyor. Silikon parçacıkları çevreleyen sıvı demirden daha hafif hale getireceğinden, malzeme mantoya doğru akabilir ve ses dalgalarının öngörülemeyen şekillerde bozulmasına neden olabilir.

Fotoğraf: Silikon açısından zengin 'kar' nasıl oluşur? (Arizona State Üniversitesi)

Japonya'daki Tokyo Üniversitesi'nden yerbilimci Suyu Fu, "Silikon ve hidrojen, en dıştaki çekirdekteki uygun bolluklara sahip iki ana hafif element ise, silikon açısından zengin böyle bir kar oluşabilir" diyor.

Ekip bunu test etmek için bir laboratuvarda Dünya'nın dış çekirdeğinin içindeki koşulları yeniden yarattı. Bir elmas örs hücresi içinde ultra sıkıştırılmadan önce bir hidrojen-argon gazı içine bir demir-silikon alaşımı yüklendi.

Bu cihazlar genellikle jeologlar tarafından bizimki gibi gezegenlerin içindekilerle karşılaştırılabilir sıkıştırma seviyeleri elde etmek için kullanılır. Numuneler, iki elmas arasındaki mekanik kuvvetle sıkıştırılır ve değişiklikler için incelenir.

Bu durumda numune lazerler kullanılarak ısıtıldı ve X-ışınları ile izlendi. Bilim insanları, yüksek sıcaklıkların demir alaşımı içeren hidrojenin elmasa yayılmasına neden olacağı önceki deneylerle bir sorunun üstesinden gelmeyi başardılar.

Arizona Eyalet Üniversitesi'nden yerbilimci Sang-Heon Dan Shim, "Ekibimiz, elmas örs hücrelerinde hidrojenin argonla karıştırıldığı yeni bir yöntem geliştirdi" diyor.

"Argon, numuneyle reaksiyona girmez, ancak elmas örslere hidrojen difüzyonunu bastırarak laboratuvardaki aşırı koşullara ulaşmamızı sağlar."

Araştırmacılar, Dünya'nın dış çekirdeğine benzer basınç ve sıcaklık koşulları altında, silikon açısından zengin kristalitlerin 'kar' oluşturabileceğini ve daha yoğun sıvı demir boyunca yükselerek manto ve dış çekirdeğin sınırında birikerek muhtemelen bazı anomalilere neden olabileceğini buldu.

Bunların hiçbirinin Dünya yüzeyinde bizim için çok önemli olmadığını düşünebilirsiniz, ancak dış çekirdeğin hareketi gezegenimizin manyetik alanını yönlendirir ve bu da bizi uzayın ve güneş havasının yıpratıcı etkilerinden korur.

Dış çekirdekte ne olduğunu, nasıl hareket ettiğini ve bunun manto ile etkileşimini nasıl etkileyebileceğini daha iyi anlamak, Dünya'nın manyetik alanının gelecekte nasıl işlemeye devam edeceğini tahmin etmede çok önemlidir.

Araştırma Nature'da yayınlandı.