Eksperimenter sætter tvivl om, hvordan Jorden blev dannet

Ny geokemisk forskning indikerer, at eksisterende teorier om dannelsen af ​​jorden kan tage fejl. Tidligere har forskere mente, at der manglede zink i Jordens kerne. Imidlertid, forskere, der undersøger, hvordan zink (Zn) forholder sig til svovl (S) under de betingelser, der var til stede på tidspunktet for dannelsen af ​​Jorden for mere end 4 milliarder år siden, har fundet ud af, at der er en betydelig mængde Zn i Jordens kerne. Dette indebærer, at Jordens byggesten skal være anderledes end det, man har antaget. Arbejdet præsenteres på Goldschmidt -geokemikonferencen i Paris.

Forskerne, fra Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) smeltede blandinger af jernrige metal- og silikatforbindelser indeholdende Zn og S ved høje temperaturer og tryk op til 80 GPa og 4100K for eksperimentelt at simulere differentiering af kernemantel på tidspunktet for Jordens dannelse. De målte derefter, hvordan disse elementer blev fordelt (opdelt) mellem kernen og kappen i deres eksperimenter. Da de indførte deres resultater i computermodeller af Jordens dannelse, de fandt ud af, at ingen af ​​de kanoniske modeller i tilstrækkelig grad kan gengive S/Zn-forholdet i nutidens kappe. Det betyder, at de nuværende estimater af Jordens sammensætning, herunder dens kerne, skal ændres; derfor, teorier om dannelsen af ​​kernen og kappen - dvs. jorden - skal muligvis også revideres.

"De fleste teorier er baseret på, at Jorden kun er dannet af to typer stenet meteorit, CI -chondritterne eller enstatit -chondritterne. Imidlertid, dette nye værk indikerer, at Jorden skal have dannet sig fra en mere S-fattig kilde; med hensyn til geokemien, den bedste kandidat til dette materiale er de metalrige CH-chondritter, "sagde Brandon Mahan (Institut de Physique du Globe de Paris).

"CH -chondritter blev først klassificeret i 1985, og kun et par dusin eksempler er blevet identificeret. De er rige på metallisk jern og fattige i let fordampede elementer, hvilket indikerer dannelse ved meget høje temperaturer, men de indeholder også et par procent vandførende mineraler, hvilket paradoksalt nok angiver lave temperaturer.

Det betyder, at CH -chondritterne - ligesom Jorden - har en meget kompleks dannelseshistorie, hvilket har givet dem træk fra både ekstreme varme og kolde. Hvis resultaterne er gyldige, dette indikerer, at jordens byggesten kan være lidt mere eksotisk end tidligere antaget. Eksisterende teorier om Jordens dannelse er stort set baseret på geokemi. Et af de store geokemiske spor til Jordens dannelse ligger i den måde, elementer som Zn og S i meteoritter er forbundet i et relativt velkendt forhold, hvilket betyder, at hvis du kender mængden af ​​Zn i en meteorit, du kan estimere mængden af ​​S.

"Vi besluttede at teste, om dette forhold var det samme for den voksende jord, som den er i dag ved hjælp af forskellige mulige kildematerialer, "sagde Brandon Mahan." Vi fandt ud af, at under betingelser, der ligner dem, der anslås, da Jorden dannedes, Zn har en tendens til at blive fordelt mellem kernen og kappen anderledes, end vi havde troet, dvs. der vil være en betydelig mængde af det bundet i Jordens kerne. Baseret på tidligere modeller, hvis vi kan placere mere Zn i kernen, derefter ved forening, du placerer også mere S i kernen, meget mere, faktisk, end de fleste aktuelle observationer antyder. "

"De fleste førende skøn begrænser mængden af ​​svovl i Jordens kerne til omkring 2 procent, "siger Mahan." Hvis dette er sandt, derefter bruger de mest kendte meteoritter som kildemateriale til Jorden S/Zn -forholdet mellem kappen langt over de nuværende accepterede værdier, fordi for meget S ender i kappen, hvilket indikerer, at Jorden måske ikke kan fremstilles af noget af solsystemets materialer, der tidligere er blevet foreslået som dets kildemateriale. Men hvis Jordens byggesten var noget lignende CH -chondritterne, dette kunne give os en jord, der ligner den, vi ser i dag. "