Tunge jernisotoper siver fra Jordens kerne

Jordens smeltede kerne lækker jern, ifølge forskere, der analyserede, hvordan jern opfører sig inde på vores planet.

Grænsen mellem den flydende jernkerne og den stenede kappe ligger omkring 1, 800 miles (2, 900 km) under jordens overflade. Ved denne overgang, temperaturen falder med mere end tusind grader fra den varmere kerne til den køligere kappe.

Den nye undersøgelse tyder på, at tungere jernisotoper migrerer mod lavere temperaturer - og ind i kappen - mens lettere jernisotoper cirkulerer tilbage ned i kernen. (Isotoper af samme grundstof har forskelligt antal neutroner, giver dem lidt forskellige masser.) Denne effekt kan forårsage, at kernemateriale, der infiltrerer den nederste kappe, bliver beriget med tunge jernisotoper.

"Hvis korrekt, dette vil forbedre vores forståelse af kerne-kappe-interaktion, " sagde Charles Lesher, hovedforfatter, professor emeritus i geologi ved UC Davis og professor i jordsystempetrologi ved Aarhus Universitet i Danmark.

Forståelse af de fysiske processer, der opererer ved kerne-kappe-grænsen, er vigtig for at fortolke seismiske billeder af den dybe kappe, samt modellering af omfanget af kemisk og termisk overførsel mellem den dybe Jord og overfladen af ​​vores planet, sagde Lesher.

Lesher og hans kolleger analyserede, hvordan jernisotoper bevæger sig mellem områder med forskellige temperaturer under eksperimenter udført under høj temperatur og tryk. Deres fund kan forklare, hvorfor der er flere tunge jernisotoper i kappebjergarter end i kondritmeteoritter, det oprindelige materiale fra det tidlige solsystem, sagde Lesher.

"Hvis sandt, resultaterne tyder på, at jern fra kernen har sivet ind i kappen i milliarder af år, " han sagde.

Computersimuleringer udført af forskerholdet viser, at dette kernemateriale endda kan nå overfladen, blandes med og transporteres af varme, opvældende kappefaner. Nogle lavaer, der er udbrudt ved oceaniske hot spots som Samoa og Hawaii, er beriget med tunge jernisotoper, som Lesher og holdet foreslår kunne være en signatur på en utæt kerne.

Undersøgelsen blev offentliggjort den 6. april i tidsskriftet Natur Geovidenskab .