Amerykańscy geolodzy twierdzą, że wewnętrzne jądro Ziemi nie mogło powstać 4,2 miliarda lat od Ziemi w takiej postaci, w jakiej dziś je wyobrażają naukowcy, ponieważ jest to niemożliwe z punktu widzenia fizyki - wynika z artykułu opublikowanego w czasopiśmie EPS Letters.
„Gdyby jądro młodej Ziemi składało się w całości z czystej, jednorodnej cieczy, to jąderko wewnętrzne w zasadzie nie powinno istnieć, ponieważ materia ta nie mogłaby ostygnąć do temperatur, w których jej powstanie było możliwe. W związku z tym w tym przypadku rdzeń może być niejednorodny pod względem składu i pojawia się pytanie, jak to się stało. To jest paradoks, który odkryliśmy”- mówi James Van Orman z Case Western Reserve University w Cleveland (USA).
W odległej przeszłości jądro Ziemi było całkowicie płynne i nie składało się z dwóch lub trzech, jak sugerują współcześni geolodzy, warstw - wewnętrznego rdzenia metalowego oraz otaczającego stopu żelaza i lżejszych pierwiastków.
W tym stanie rdzeń szybko się ochłodził i stracił energię, co doprowadziło do osłabienia wytwarzanego przez niego pola magnetycznego. Po pewnym czasie proces ten osiągnął pewien punkt krytyczny, a centralna część jądra „zamarzła”, zamieniając się w stałe, metaliczne jąderko, któremu towarzyszył wybuch i wzrost natężenia pola magnetycznego.
Czas tej przemiany jest niezwykle ważny dla geologów, ponieważ pozwala z grubsza oszacować, jak szybko ochładza się dziś jądro Ziemi i jak długo będzie działać tarcza magnetyczna naszej planety, chroniąca nas przed działaniem promieni kosmicznych, a atmosferę ziemską przed wiatrem słonecznym.
Teraz, jak zauważa Van Orman, większość naukowców uważa, że stało się to w pierwszych chwilach życia na Ziemi dzięki zjawisku, które można znaleźć w atmosferze planety lub w automatach z napojami w restauracjach typu fast food.
Fizycy od dawna odkryli, że niektóre ciecze, w tym woda, pozostają ciekłe w temperaturach znacznie poniżej punktu zamarzania, jeśli nie ma w nich zanieczyszczeń, mikroskopijnych kryształków lodu lub silnych wibracji. Jeśli łatwo jest nim wstrząsnąć lub zanurzyć w nim drobinek kurzu, taki płyn zamarznie prawie natychmiast.
Coś podobnego, zdaniem geologów, wydarzyło się około 4,2 miliarda lat temu wewnątrz jądra Ziemi, kiedy jego część nagle się skrystalizowała. Van Orman i jego koledzy próbowali odtworzyć ten proces za pomocą komputerowych modeli wnętrza planety.
Film promocyjny:
Te obliczenia nieoczekiwanie pokazały, że wewnętrzne jądro Ziemi nie powinno istnieć. Okazało się, że proces krystalizacji jego skał bardzo różni się od tego, jak zachowuje się woda i inne przechłodzone ciecze - wymaga to ogromnej różnicy temperatur, ponad tysiąc kelwinów, oraz imponującego rozmiaru „pyłku”, którego średnica powinna wynosić około 20-45 kilometrów.
W rezultacie najbardziej prawdopodobne są dwa scenariusze - albo jądro planety powinno całkowicie zamarznąć, albo nadal musiało pozostać całkowicie płynne. Oba nie odpowiadają rzeczywistości, ponieważ Ziemia naprawdę ma wewnętrzne ciało stałe i zewnętrzne płynne jądro.
Innymi słowy, naukowcy nie mają jeszcze odpowiedzi na to pytanie. Van Orman i jego koledzy sugerują, że wszyscy geolodzy na Ziemi myślą o tym, jak wystarczająco duży „kawałek” żelaza mógłby uformować się w płaszczu planety i „zatopić” w jej jądrze, lub znaleźć inny mechanizm, który wyjaśniłby, w jaki sposób podzielił się on na dwie części.