Jordkärna: saknas bly förångas i kosmisk kollision?

Forskare motbeviser gemensam teori om en blyreservoar i jordens kärna

Hur kom jordkärnan till? © MMCD
läsa högt

Manteln innehåller mindre bly än det borde. Fram till nu trodde man att den saknade metallen är dold i jordens kärna. Men denna teori har nu motbevisat forskare i "naturen". Således kunde mycket av blyet förångas eller sprutas ut i en annan kollision av den tidiga jorden med en annan himmelkropp.

Manteln innehåller mycket mindre bly än du kan förvänta dig på grund av dess sammansättning. En vanlig hypotes förklarar denna skillnad med bildandet av jordens kärna. Avlägsnandet av järnet från manteln in i kärnan gjorde det möjligt att berika syre i det återstående silikatet och att vatten bildades på jordens yta. Samtidigt, enligt teorin, har stora mängder bly också migrerat från silikatmanteln in i den metalliska kärnan.

Forskare från universitetet i Bonn och Münster har nu vederlagt denna dogma tillsammans med kollegor från Max Planck Institute for Chemistry i Mainz. Deras experiment visar att endast en liten del av det saknade blyet kan fastna i jordens kärna. Resten kan ha helt enkelt avdunstat vid jorden kolliderade med en himmelstorlek i Mars-storlek. Resultaten kastar också nytt ljus på frågan om när kärnan kom till.

Radioaktiva isotoper förråder ålder

Närvaron av några sällsynta element i jordens mantel kan avslöja när jordens metallkärna har sitt ursprung. Viktigt för datering är tre radioaktiva isotoper och deras sönderfallsprodukter: 182-hafnium sönderdelas till 182-volfram, 238-uran till 206-bly och 235-uranium till 207-bly. Dessa förfallsprocesser sker i olika hastigheter. På grundval av dagens isotopförhållanden av volfram och bly kan man därför bestämma åldern på jordens kärna och kärnbildningens varaktighet.

"Det är som att ha tre bilar som lämnar samma plats i olika men välkända hastigheter. Från avståndet från bilarna kan sedan beräknas när som helst, när bilarna startas, "förklarar initiativtagarna till studien, professor Chris Ballhaus och Carsten Münker. Första författaren är Markus Lagos. display

Glödande boll av flytande magma

Jordens kärna är därför cirka 4, 5 miljarder år gammal. Enligt den populära läran började bildandet av jordens kärna strax efter bildandet av vårt solsystem. Det varade minst 30 till 40 miljoner år, om du tror på volfram-hafnium-klockan. Men att lita på uran-blyklockan tog kärnbildningen mycket längre tid - upp till 100 miljoner år.

I detta skede var jordens yta ett glödande hav av flytande magma. Med tiden sjönk de tunga metallelementen som järn och nickel i jordens centrum och bildade kärnan. Tolfram och bly är lite mer lösliga i metaller än deras moderelement hafnium och uran, förklarar Ballhaus. "Vissa av dessa element migrerade till centrum tillsammans med järn och nickel."

Förhållanden simulerade i laboratoriet

Men förklarar den här mekanismen verkligen det saknade blyet i manteln? För att besvara denna fråga simulerade forskarna i laboratoriet tillstånd som rådde under den tidiga jordfasen. "Vi kunde visa att till skillnad från volfram, det mesta av blyet skulle förbli i jordens mantel under kärnbildningen, " sammanfattar Carsten M nker resultaten. "Hypotesen att bly anrikas i jordens kärna står därför inte för de experimentella resultaten." Således är den exakta tiden för kärnbildningen igen oklar: dess datering baseras delvis på antagandet, den saknade bly sätta i kärnan.

Anslutning till månändningsbildningen?

Det är fortfarande oklart var den saknade blyen försvann. Det är bara tydligt att detta måste ha hänt cirka 50 till 100 miljoner år efter bildandet av solsystemet. "Ledningen kunde bara ha förångat, " föreslår författarna. I den tidiga fasen av solsystemet var vår planet yta över 2000 grader varm. Bly är mycket flyktigt vid dessa temperaturer

Under denna period fylls månens bildning också. Jordmånen har troligen sitt ursprung i en kollision av den tidiga jorden med en Mars-storlek Fr hh planet. . Även under denna kollision inträffade extremt höga temperaturer under en kort tid, under vilken en del av kiselhaltiga jorden förångades och bildade månen. Denna process kunde också ha lett till avdunstning av blyet, säger professor Ballhaus. Kanske kanske månens ursprung och den saknade blyet har samma orsak

(University Bonn, 06.11.2008 - NPO)