Dünya Manyetik Enerjisini Nasıl Korur ?
Bildiğimiz gibi yaşam, Dünya’nın manyetik alanı ve tehlikeli iyonlaştırıcı parçacıkları güneş rüzgarından ve daha uzaktaki kozmik ışınlardan saptırma yeteneği olmadan var olamazdı. Geodynamo adı verilen bir fenomen olan Dünya’nın dış çekirdeğindeki sıvı demirin hareketi ile sürekli olarak üretilir.
Temel önemine rağmen, jeodynamo’nun kökeni ve binyıl boyunca onu sürdüren enerji kaynakları hakkında birçok soru cevapsız kalmaktadır.
Mevcut ve eski Carnegie bilim adamları Alexander Goncharov, Nicholas Holtgrewe, Sergey Lobanov ve Irina Chuvashova da dahil olmak üzere uluslararası bir araştırmacılar ekibinin yeni çalışmaları, ağırlıklı olarak demir çekirdeğinde daha hafif elementlerin varlığının jeodinamo’nun oluşumunu ve sürdürülebilirliğini nasıl etkileyebileceğini inceliyor.
Nature Communications tarafından yayınlanan araştırmaya göre Gezegenimiz, Güneşimizi gençliğinde çevreleyen toz ve gaz diskinden toplandı. Sonunda, en yoğun malzeme oluşturan gezegende içe doğru battı ve bugün var olan katmanları yarattı – çekirdek, manto ve kabuk. Çekirdek ağırlıklı olarak demir olmasına rağmen, sismik veriler, oksijen, silikon, kükürt, karbon ve hidrojen gibi bazı daha hafif elementlerin farklılaşma işlemi sırasında içine çözüldüğünü gösterir.
Zamanla, iç çekirdek kristalleşti ve o zamandan beri sürekli olarak soğutuldu. Kendi başına, çekirdekten ve mantoya akan ısı jeodynamoyu yönlendirebilir mi? Yoksa bu termal konveksiyon, sadece ısıdan değil, yoğunlaşan bir iç çekirdekten dışarıya taşınırken, ışık elemanlarının yüzdürme kuvvetinden ekstra bir desteğe mi ihtiyaç duyuyor?
Silikatlar mantoda baskındır ve oksijen ve demirden sonra, silikon Dünya’da üçüncü en bol elementtir, bu nedenle çekirdekte demir ile alaşımlanabilen ana çakmak elemanlarından biri için olası bir seçenektir. Academia Sinica ve National Taiwan Üniversitesi’nden Wen-Pin Hsieh liderliğindeki araştırmacılar, silikonun varlığının, gezegenin demir çekirdeğinden mantoya ısı iletimini nasıl etkileyeceğini simüle etmek için derin Dünya koşullarının laboratuvar tabanlı taklitini kullandılar.
Goncharov’a göre “Çekirdek malzeme ne kadar az ısı iletkenliğine sahip olursa, jeodinamoyu oluşturmak için gereken eşik değeri o kadar düşük olur.” “Yeterince düşük bir eşik ile, çekirdekten çıkan ısı akısı tamamen termal konveksiyon ile sürülebilir, bu da malzemenin çalışmasını sağlamak için ek hareketlere ihtiyaç duymaz.”
Ekip, simüle edilmiş iç çekirdeğinde ağırlıkça yaklaşık yüzde 8’lik bir silikon konsantrasyonunun, jeodynamo’nun gezegenin tüm tarihi boyunca sadece ısı iletimi üzerinde çalışabileceğini buldu.
Geleceğe bakacak olursak, çekirdekte oksijen, kükürt ve karbon varlığının bu konveksiyon sürecini nasıl etkileyeceğini anlamak için çabalarını genişletmek istiyorlar.
Yazarlar, Academia Sinica, Tayvan Bilim ve Teknoloji Bakanlığı, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Üstün Burs Geliştirme Vakfı, Çin Bilim Akademisi, ABD Ulusal Bilim Vakfı, Ordu Araştırmaları tarafından desteklendi. Ofis, Derin Karbon Gözlemevi ve Helmholtz Genç Araştırmacılar Grubu.
Hikaye Kaynağı:
Carnegie Bilim Enstitüsü tarafından sağlanan malzemeler . Not: İçerik, stil ve uzunluk bakımından düzenlenebilir.
Dergi Referansı :
Wen-Pin Hsieh, Alexander F. Goncharov, Stéphane Labrosse, Nicholas Holtgrewe, Sergey S. Lobanov, Irina Chuvashova, Frédéric Deschamps, Jung-Fu Lin. Demir-silisyum alaşımlarının Dünya’nın çekirdek koşullarında düşük termal iletkenliği ve jeodinamik etkileri . Nature Communications , 2020; 11 (1) DOI: 10.1038 / s41467-020-17106-7
