Nowe badania prowadzone przez profesora uniwersytetu York rzucają światło w najwcześniejsze dni formacji Ziemi i potencjalnie podważają niektóre wcześniejsze założenia w nauce planetarnej na temat wczesnych lat skalistych planet. Ustanawiając bezpośredni związek między dynamiką wewnętrzną Ziemi, która występuje w ciągu pierwszych 100 milionów lat jej historii a jej dzisiejszą strukturą, praca jest jedną z pierwszych w terenie, która łączy mechanikę płynów z chemią, aby lepiej zrozumieć wczesną ewolucję Ziemi.
„To badanie jest pierwszym, które wykazało, przy użyciu modelu fizycznego, że cechy pierwszego rzędu dolnej struktury płaszcza zostały ustanowione cztery miliardy lat temu, bardzo wkrótce po powstaniu planety”-mówi główny autor asystenta nauki, profesor Charles-édouard Boukaré w Departamencie Fizyki i Astronomii w Yorku.
Płaszcz to skaliste kopanie otaczające żelazny rdzeń skalistych planet. Struktura i dynamika dolnego płaszcza Ziemi odgrywają główną rolę w historii Ziemi, ponieważ dyktuje, między innymi chłodzenie rdzenia Ziemi, w którym generuje się pole magnetyczne Ziemi.
Boukaré pochodzący z Francji, współpracował z kolegami badawczymi z Paryża nad gazetą, zestalenie płaszcza Ziemi nieuchronnie prowadziło do podstawowego oceanu magmy, opublikowanego dzisiaj w Nature.
Boukaré mówi, że chociaż sejsmologia, geodynamika i petrologia pomogły odpowiedzieć na wiele pytań na temat współczesnej struktury termochemicznej wnętrza Ziemi, pozostało kluczowe pytanie: ile mają te struktury i jak się utworzyły? Mówi, że próba na to odpowiedzieć, przypomina patrzenie na osobę w postaci osoby dorosłej w porównaniu z dzieckiem i zrozumienie, w jaki sposób warunki energetyczne nie będą takie same.
„Jeśli bierzesz dzieci, czasami robią szalone rzeczy, ponieważ mają dużo energii, takich jak planety, gdy są młode. Kiedy się starzejemy, nie robimy tak wielu szalonych rzeczy, ponieważ nasza aktywność lub poziom energii zmniejsza się. Tak więc dynamika jest naprawdę inna, ale są pewne rzeczy, które robimy, kiedy naprawdę są młodzi, które mogłyby wpłynąć na nasze życie,„ On mówi „To samo dla planet. Jest to, że niektóre aspekty tego samego ewolucji, które faktycznie widzimy”.
Aby lepiej zrozumieć stare planety, musimy najpierw dowiedzieć się, jak zachowują się młode planety.
Ponieważ symulacje płaszcza Ziemi koncentrują się głównie na dzisiejszych warunkach stałego, Boukaré musiał opracować nowy model, aby zbadać wczesne dni Ziemi, gdy płaszcz był znacznie gorętszy i zasadniczo stopiony, pracuje od czasu doktoratu.
Model Boukaré opiera się na podejściu wielofazowym, które pozwala uchwycić dynamikę zestalania magmy w skali planetarnej. Korzystając z swojego modelu, zbadał, jak wczesny płaszcz zmienił się ze stopionego do stanu stałego. Boukaré i jego zespół byli zaskoczeni, gdy odkryli, że większość kryształów utworzyła się pod niskim ciśnieniem, co, jak twierdzi, tworzy zupełnie inny podpis chemiczny niż to, co będzie wytwarzane na głębokości w środowisku pod wysokim ciśnieniem. To kwestionuje dominujące założenia w naukach planetarnych w tym, jak zestalają się skaliste planety.
„Do tej pory zakładaliśmy, że geochemia dolnego płaszcza była prawdopodobnie rządzona przez reakcje chemiczne pod wysokim ciśnieniem, a teraz wydaje się, że musimy również uwzględnić ich odpowiedniki niskociśnieniowe”.
Boukare twierdzi, że ta praca może również pomóc przewidzieć zachowanie innych planet na linii.
„Jeśli znamy pewne warunki początkowe i znamy główne procesy ewolucji planetarnej, możemy przewidzieć, w jaki sposób ewoluują planety”.