Inti bumi yang menyengat bukanlah kesepian - ia telah ditangkap bercampur dengan lapisan lain yang lain. Itu menurut kajian baru yang mendapati bahagian paling dalam planet ini meletupkan beberapa kandungannya ke dalam bulu mantel, yang sebahagiannya akhirnya mencapai permukaan Bumi.
Penemuan ini membantu menyelesaikan perdebatan yang telah mengamuk selama beberapa dekad: sama ada inti dan mantel menukar apa-apa bahan, kata para penyelidik.
"Penemuan kami mencadangkan beberapa bahan teras tidak memindahkan ke dasar bulu mantel ini, dan teras telah membocorkan bahan ini untuk 2.5 bilion tahun yang lalu," para penyelidik menulis dalam The Conversation, sebuah laman web di mana para saintis menulis tentang penyelidikan mereka untuk awam.
Penemuan ini dimungkinkan oleh logam tungsten (W), elemen 74 pada jadual berkala. Sekiranya tungsten membuat profil berpacaran, ia akan mencatatkan bahawa ia adalah siderophile, atau "kekasih besi." Oleh itu, tidak hairanlah banyak tungsten di bumi, yang dibuat terutamanya dari besi dan nikel.
Pada profilnya, tungsten juga akan menyenaraikan bahawa ia mempunyai beberapa isotop (unsur dengan bilangan neutron yang berbeza dalam nukleusnya), termasuk W-182 (dengan 108 neutron) dan W-184 (dengan 110 neutron). Semasa merancang kajian mereka, para penyelidik menyedari bahawa isotop-isotop ini dapat membantu mereka menyelesaikan soalan utama yang bocor.
Unsur lain, hafnium (Hf), adalah lithophile, yang bermaksud ia menyukai batu dan boleh didapati di mantel kaya silikat Bumi. Dengan separuh hayat 8.9 juta tahun, isotop Hafnium Hf-182 mereput ke W-182. Ini bermakna bahawa mantel seharusnya mempunyai lebih banyak W-182 daripada terasnya, para ahli sains menilai.
"Oleh itu, pertukaran kimia di antara teras dan sumber mantel mantel dapat dikesan dalam nisbah 182W / 184W basalt pulau laut," yang berasal dari bulu-bulu dalam mantel, para penyelidik menulis dalam kajian itu.
Tetapi perbezaan dalam tungsten ini akan sangat kecil: Komposisi tungsten-182 dalam mantel dan teras dijangka berbeza hanya dengan 200 bahagian per juta (ppm). "Kurang daripada lima makmal di dunia boleh melakukan jenis analisis ini," penyelidik menulis di The Conversation.
Selain itu, ia tidak mudah untuk mengkaji teras, kerana ia bermula pada kedalaman kira-kira 1,800 batu (2,900 kilometer) bawah tanah. Untuk meletakkannya ke dalam perspektif, manusia lubang terdalam yang pernah digali ialah Kola Superdeep Borehole di Rusia, yang mempunyai kedalaman kira-kira 7.6 batu (12.3 km).
Jadi, para penyelidik mengkaji perkara terbaik yang akan datang: batu-batu yang meleleh ke permukaan bumi dari mantel dalam di Pilbara Craton di Australia Barat, dan Pulau Réunion dan Kerguelen Archipelago di Lautan Hindi.
Leak dikesan
Jumlah tungsten di dalam batuan ini menunjukkan kebocoran dari inti. Selama hayat Bumi, terdapat perubahan besar dalam nisbah W-182-ke-W-184 dalam mantel Bumi, para penyelidik mendapati. Anehnya, batu tertua di bumi mempunyai nisbah W-182-ke-W-184 yang lebih tinggi daripada kebanyakan batuan zaman moden, mereka mendapati.
"Perubahan dalam nisbah 182W / 184W mantel menunjukkan bahawa tungsten dari inti telah bocor ke dalam mantel untuk masa yang lama," para penyelidik menulis dalam The Conversation.
Bumi adalah kira-kira 4.5 bilion tahun. Walau bagaimanapun, batu permata tertua di planet ini tidak mempunyai sebarang perubahan ketara dalam isotop tungsten. Ini menunjukkan bahawa dari 4.3 bilion hingga 2.7 bilion tahun yang lalu, terdapat sedikit atau tiada pertukaran bahan dari inti ke lapisan atas, kata para penyelidik.
Tetapi pada masa lalu 2.5 bilion tahun, komposisi isotop dari tungsten dalam mantel telah berubah dengan ketara. Kenapa ini berlaku? Sekiranya bulu mantel naik dari sempadan teras-mantel, maka mungkin, seperti permukaan saw, bahan dari permukaan bumi akan turun ke dalam mantel dalam, kata para penyelidik. Bahan permukaan ini mempunyai oksigen di dalamnya, unsur yang boleh mempengaruhi tungsten, kata para penyelidik.
"Subduksi, istilah yang digunakan untuk batu dari permukaan bumi turun ke dalam mantel, mengambil bahan yang kaya dengan oksigen dari permukaan ke dalam mantel dalam sebagai komponen integral dari tektonik plat," kata para penyelidik dalam The Conversation. "Eksperimen menunjukkan bahawa peningkatan kepekatan oksigen di sempadan teras-mantel boleh menyebabkan tungsten memisahkan teras dan ke dalam mantel."
Atau, mungkin kerana teras batin yang kukuh selepas Bumi terbentuk, kepekatan oksigen dalam inti luar meningkat, kata para penyelidik. "Dalam kes ini, hasil baru kami dapat memberitahu kita tentang evolusi teras, termasuk asal medan magnet Bumi," mereka menulis dalam The Conversation.
