https://bodybydarwin.com
Slider Image

עמוק בתוך גרעין כדור הארץ, רמזים על הולדתו המסתורית

2022

ידענו כבר למעלה מחצי מאה שכדור הארץ בן 4.5 מיליארד שנה, אבל עבור אנשים כמו אוניברסיטת קליפורניה, הגיאולוג של דייוויס צ'ינג-ג'ו יין, המספר הזה פשוט לא מספיק טוב - הם צריכים לקבוע איזה ספרה מגיעה אחרי ה -5. יין בילה את חמש עשרה השנים האחרונות בניסיון להבין בדיוק כיצד התגבשה מערכת השמש שלנו - כיצד, במהלך טווח של כמה עשרות מיליוני שנים, דיסק כאוטי גדול של אבק וגז הפך את עצמו לשמונה כוכבי לכת במסלול מסודר סביב כוכב מרכזי.

מדענים המציאו גרסאות זוגיות של הסיפור: בגרסה אחת, כדור הארץ הגיח מעידן של התנגשויות מטאוריות כה עזות עד שכוכב הלכת כולו היה, בתחילה, ים של כדורי כדורי. בגרסה אחרת התהליך נמשך יותר - כדור הארץ היה כוכב לכת מיני סלעי, בו כל עשרה מיליון שנה בערך, משהו בגודל של מאדים טרק לתוכו ונתקע, עד שלבסוף כל האובייקטים בגודל המאדים התנגשו או - במקרה של מאדים עצמו - התמקם במסלול משלו. אבל כדי להבין איזו גרסה של הסיפור צודקת, הם צריכים לדעת כמה זמן נמשך עידן ההתנגשויות הפלנטריות האולטרה-אלימות, עד דיוק של עשרות מיליוני שנים; במילים אחרות, הם צריכים לפתור את ההיסטוריה של כדור הארץ לנקודה עשרונית נוספת.

הסוד לגילו המדויק של כדור הארץ טמון בסלעים העתיקים ביותר של כדור הארץ. מדענים יכולים לחשב גיל משוער של אותם סלעים על ידי מדידת הכמות של שני איזוטופים, אורניום -238 ועופרת -206 שהסלעים מכילים. מכיוון שאורניום -238 מתפרק לעופרת -206 בקצב צפוי, היחס בין שני האיזוטופים מספר למדענים כמה זמן הסלעים היו בסביבה. אבל יש מלכוד: על מנת להבין מה החלק היחסי באמת אומר לנו, מדענים צריכים לדעת בדיוק כמה מכל אחד היה מלכתחילה. וכדי להבין זאת, עליהם לדעת כמה אורניום -238 ועופרת -206 יש, לא רק בסלעים על פני כדור הארץ, אלא גם במעטפת הבסיסית - והנה החלק המסובך - ב גרעין בלתי ניתן להשגה לחלוטין.

פעם היה הרכב הגרעין הפנימי של כדור הארץ תעלומה שנפתרה. פעם, בשנות השלושים והארבעים, הרכב הליבה הפנימית של כדור הארץ היה תעלומה שנפתרה: סייסמולוגים השתמשו בנתונים מגלי רעידת אדמה שעברו בכוכב הלכת כדי לקבוע שמרכז הכוכב היה עשוי מתכת מוצקה, מוקף גרעין חיצוני עבה נוזלי. בינתיים, גיאולוגים השתמשו במטאוריטים כמתווה להרכב הכמויות של כדור הארץ, וקבעו כי בשכבות החיצוניות של הפלנטה חסרה חלק ניכר מברזל וניקל. המסקנה ההגיונית הייתה שהליבה הפנימית של כדור הארץ עשויה מברזל וניקל.

אם הייתה מסקנת אותה מסקנה, החוקרים היו יכולים להסיק את כמות העופרת והאורניום בליבה על סמך תכונות הברזל והניקל. אולם בשנות החמישים, מדידות כוח הכבידה של הגלעין חשפו שמרכז כדור הארץ אינו צפוף מספיק כדי להיות עשוי מברזל וניקל בלבד.

"ידענו שאנחנו צריכים כמה אלמנטים קלים יותר כדי להסביר את הגירעון בצפיפות אומר יין. לא לקח מדענים הרבה זמן להעלות רשימה של חשודים אפשריים, מכיוון שהאלמנטים היו חייבים להיות בשפע יחסית במערכת השמש." פוסל דברים כמו ליתיום, בריליום ובורון אומר יין ומשאיר חמצן, סיליקון, מגנזיום, גופרית, פחמן, זרחן, חנקן. "

אולם צמצום הדברים לאורך הרשימה הקצרה לא היה קל כל כך: ההגדרה המרוחקת של הליבה הפנימית והטמפרטורות והלחצים הקיצוניים גרמו לכך שאי אפשר כמעט לערוך תצפיות או ניסויים מועילים כדי להבין באילו אלמנטים היו נשארים, ואילו ייסחטו לתוכם המעטפת.

"אז זה הופך את ההדמיות הממוחשבות לשימוש, אומר יין. עד לאחרונה, מחשבים פשוט לא הספיקו כוח להריץ את סוג החישובים המורכבים הנחוצים כדי לדמות את הגרעין הפנימי ברמה האטומית. אבל עכשיו כוח המחשוב נמצא במצב בו אנו יכולים תעשו משהו סביר. "

יין ועמיתו באקדמיה הסינית למדעים ערכו במשך שלושה חודשים ניסוי במחשב העל של 500 ליבות כדי לקבוע אילו אלמנטים נמצאים בליבה הפנימית, ובאיזו כמות. הם התעניינו במיוחד במדידת פחמן, אלמנט שנוכחותו בגרעין קשורה לשיעור נמוך יותר של עופרת. ככל שנמצא יותר יין פחמן, ככל הנראה יש פחות עופרת בליבה, וככל שיש פחות עופרת, האדמה ישנה יותר.

תוצאות הצוות עד כה מצביעות על כך שפחמן מחזיק רק בחלק זעיר מהליבה - משהו פחות מאחוז אחד במשקל. יחסית לשאר כדור הארץ, זה עדיין הרבה פחמן - זה יותר משאר חלקי כדור הארץ יחד - אבל זה חלק קטן מהיסודות הקלים יותר בליבה.

עד כה, התוצאות תומכות בגרסה הקצרה של סיפור היצירה של כדור הארץ - הרעיון שכדור הארץ המוצק נוצר כבר 30 מיליון שנה לאחר לידתה של מערכת השמש, וכי כדור הארץ גדל בכושר ומתחיל, השפעה מרכזית אחת על פעם, במשך מאה מיליון השנים הבאות.

על ידי שימוש במחשבי-על חזקים יותר ויותר, יין, עמיתיו וגיאולוגים אחרים מקבלים ידית כיצד למלא את החסר מימין ל -5 .

מנהיגי פולחן כמו צ'רלס מנסון מנצלים את הצורך הפסיכולוגי הבסיסי הזה

מנהיגי פולחן כמו צ'רלס מנסון מנצלים את הצורך הפסיכולוגי הבסיסי הזה

Pinecones יכול לעזור לייעל בניינים בצורה אנרגטית יותר

Pinecones יכול לעזור לייעל בניינים בצורה אנרגטית יותר

מדענים עשו בדיוק עתה פריצת דרך לחיסון נגד מלריה

מדענים עשו בדיוק עתה פריצת דרך לחיסון נגד מלריה