Hur mystiska strukturer i jordens mantel innehåller ledtrådar till liv

 

Bild https://www.rutgers.edu  illustrationen ovan visar ett utskuret snitt av den tidiga jordens inre med ett hett, smält lager ovanför gränsen mellan kärnan och manteln. Forskare tror att en del material från kärnan läckte in i detta smälta lager och blandades med detta. Med tiden bidrog denna blandning till att skapa den ojämna strukturen hos jordens mantel som vi ser idag. Illustration av Yoshinori Miyazaki

För miljarder år sedan var jorden täckt av ett globalt hav bestående av magma, beskriver Miyazaki, biträdande professor in the Department of Earth and Planetary Sciences in Rutgers School of Arts and Sciences. När magman svalnade förväntade sig forskare att manteln skulle bilda distinkta kemiska lager som kan liknas vid frusen juice som separerar i sockerhaltigt koncentrat och vattnig is. Men seismiska studier visar ingen sådan stark skiktning finns. Istället bildades stora provinser med låg skjuvhastighet och zoner i ultralåg hastighet oregelbundna högar vid jordens bas.

”Den motsägelsen var utgångspunkten”, beskriver Miyazaki. Om vi ​​utgår från magmahavet och gör beräkningarna får vi inte det vi ser i jordens mantel idag. Något saknas.”

Hans medarbetare drog slutsatsen att den saknade delen är själva kärnan. Deras modell antyder att under miljarder år har element som kisel och magnesium läckt från kärnan in i manteln, blandats med denna och förhindrat stark kemisk skiktning. Denna infusion skulle kunna förklara den märkliga sammansättningen av stora provinser med låg skjuvhastighet och zoner med ultralåg hastighet vilka kan ses som stelnade rester av vad forskarna kallade ett "basalt magmahav" förorenat av kärnmaterial.

”Det vi föreslog var att det kunde komma från material som läckte ut från kärnan”, beskriver Miyazaki. ”Om man lägger till kärnkomponenten skulle det kunna förklara vad vi ser just nu.”

Upptäckten handlar om mer än bara kemi i jordens djup, enligt Miyazaki. Interaktioner mellan kärna och mantel kan ha påverkat hur jorden kyldes ner, hur vulkanisk aktivitet utvecklades och till och med hur atmosfären utvecklats. Det skulle kunna bidra till att förklara varför jorden har hav och liv, medan Venus är ett brännande växthus och Mars är en frusen öken.

”Jorden har vatten, liv och en relativt stabil atmosfär”, beskriver Miyazaki. ”Venus atmosfär är 100 gånger tätare än jordens och består mestadels av koldioxid medan Mars har en mycket tunn atmosfär. Vi förstår inte helt varför det är så. Men vad som händer inuti en planet, det vill säga hur den kyls ner, hur dess lager utvecklas, kan vara en stor del av svaret.”

Genom att integrera seismiska data, mineralfysik och geodynamisk modellering upptäcktes i studien stora provinser med låg skjuvhastighet och zoner med ultralåg hastighet som viktiga ledtrådar till jordens formationsprocesser. Strukturerna kan till och med mata vulkaniska hotspots som Hawaii och Island, och länka jordens djupa inre till dess yta.

”Detta arbete är ett utmärkt exempel på hur en kombination av planetvetenskap, geodynamik och mineralfysik kan hjälpa oss att lösa några av jordens äldsta mysterier”, beskriver Jie Deng vid Princeton University som är medförfattare till studien. ”Tanken att den djupa manteln fortfarande skulle kunna bära på det kemiska minnet av tidiga kärna-mantel-interaktioner öppnar upp nya sätt att förstå jordens unika evolution.”

Med utgångspunkt i den teorin beskriver forskarna att varje nytt bevis hjälper till att fylla luckor i jordens tidiga historia och förvandla spridda ledtrådar till en tydligare bild av dess utveckling.

”Även med väldigt få ledtrådar börjar vi bygga en historia som är logisk”, påtalar Miyazaki. ”Den här studien ger oss lite mer säkerhet om hur jorden utvecklades och varför den är så speciell.”

Studien är  publicerad i Nature Geoscience av Rutgers geodynamiker  Yoshinori Miyazaki tillsammans med medarbetare där de beskriver en ny förklaring till ovan beskrivna avvikelser och dess roll i att forma jordens förmåga att upprätthålla liv.

Kan det okända materialet i jordens inre vara rester efter Theia?

 

Den 19 mars beskrev jag en upptäckt gjord av forskare vid Australian National University i Canberra. Upptäckten  att något finns i jordens innandöme i det inre av järnkärnan  som vi inte förstår.

Nu har andra forskare denna gång vid ASU (Arizona state university) utarbetat en  teori om vad det kan vara. Teorin utgår frånTheia.

Theia anses ha kolliderat med  jorden för cirka 4,533 miljarder år sedan. Detta var innan jorden fullbordats. Theia var av Mars storlek (enligt teorin) och att jorden inte förstördes vid kollisionen kan vi vara glada för. Resterna från Theia samlades runt jorden och bildade vad som blev den tidiga månen. Efter att rester från kollisionen flög ut i rymden, tror vissa forskare att detta resulterade i bildandet av två månar vilka över tid slogs samman till den måne vi har i dag.

 Denna teori om två månar var enligt flera forskare nödvändigt för att förklara  skillnaden mellan ytan på månens framsida och baksida (men alla forskare anser inte denna förklaringsmodell med två månar är nödvändig). Teorin visar också anledningen till att jordens kärna är större än vad den borde vara för en planet av jordens storlek (och detta kanske var utgångsteorin för den nu framställda forskningen)

 Den nya teorin att en hel del av Theias mantel hamnade i jordens mantel och detta skulle vara det okända jag beskrev den 19 mars i ett inlägg om forskning av forskare i Australien. Spåren efter Theia l ska enligt forskarna i Arizona finnas under den afrikanska kontinenten och under Stilla havet. 

Svårt att veta om detta kan vara en teori som håller (min anm.) omöjlig är den inte. Så kanske den stämmer.

Bild från vikipedia på en illustration av den hypotetiska planeten Theia.