Yerin nüvəsindən milyardlarla ildir hidrogen sıza bilər
Yerin nüvəsi ilə mantiyası planetin yaranmasından bəri düşündüyümüz qədər təcrid olunmuş olmaya bilər. Alimlər vulkanik süxurlarda aşağı deuterium səviyyələrini araşdıraraq metal nüvədən mantiyaya qədər uzanan və milyardlarla il davam etmiş ola biləcək maddə mübadiləsinin izlərini aşkar ediblər.
“Science Advances” jurnalında dərc olunan yeni araşdırma göstərir ki, Yerin metal nüvəsindəki hidrogen zamanla mantiyaya sızaraq oradan səthə qədər çatan geoloji proseslərdə iştirak etmiş ola bilər. Əldə edilən nəticələr Yerin nüvəsi ilə mantiyasının yarandıqları vaxtdan bəri bir-birindən tamamilə ayrı qalmadığı ehtimalını gücləndirir.
Təxminən 4,5 milyard il əvvəl Yer əsasən ərimiş vəziyyətdə olub. Planet soyumağa başladıqda sıx dəmir mərkəzə doğru çöküb, daha yüngül silikatlar isə üst qatlarda toplanaraq mantiyanı əmələ gətirib. Beləliklə, metal nüvə ilə süxurlardan ibarət mantiya bir-birindən ayrılıb. Lakin alimlərin cavab axtardıqları əsas sual bu ayrılmadan sonra iki qat arasında kimyəvi maddə mübadiləsinin davam edib-etməməsi idi.
Tədqiqatçılar bu suala cavabı Kanadanın Arktika bölgəsində yerləşən Baffin adasından və İslandiyadan götürülmüş vulkanik süxurlarda axtarıblar. Bu süxurlarda olan hidrogenin izotop tərkibi Yerin dərinliklərində baş verən proseslər haqqında qeyri-adi məlumatlar verir. Xüsusilə ağır hidrogen izotopu olan deuteriumun gözləniləndən daha az miqdarda olması mövcud izahların yenidən nəzərdən keçirilməsinə səbəb olub.
Vulkanik süxurlardakı hidrogen niyə fərqlidir?
Hidrogenin iki fərqli forması tədqiqatın mərkəzində dayanır. Bunlardan birincisi atom nüvəsində yalnız bir proton olan adi hidrogendir. İkincisi isə nüvəsində bir proton və bir neytron daşıyan deuteriumdur. Hər iki izotop suyun tərkibinə daxil ola bilir, lakin kütlələri arasındakı fərq müxtəlif geoloji proseslər zamanı fərqli davranmalarına səbəb olur.
Alimlər Yerin ilkin dövrlərində mövcud olmuş maqma okeanı soyuyarkən bu iki hidrogen izotopunun necə paylandığını anlamaq üçün planetin dərinliklərindəki şəraiti təqlid edən kompüter simulyasiyaları aparıblar. Modellərdə ərimiş süxurların soyuyaraq müxtəlif minerallara çevrilməsi zamanı hidrogenin və deuteriumun davranışı araşdırılıb.
Nəticələr göstərib ki, maqma okeanı soyuyarkən hər iki hidrogen forması mantiya boyunca nisbətən bərabər paylanıb. Müxtəlif dərinliklərdə izotopların nisbətində kiçik dəyişikliklər yaransa da, bunlar Baffin adası və İslandiyadakı vulkanik süxurlarda ölçülən son dərəcə aşağı deuterium səviyyələrini izah etmək üçün kifayət etməyib.
Bu uyğunsuzluq tədqiqatçıları hidrogenin başqa mənbədən gəlmiş ola biləcəyi ehtimalını araşdırmağa sövq edib. Ən güclü namizədlərdən biri isə Yerin metal nüvəsi olub.
Yerin nüvəsindən mantiyaya hidrogen sızır ola bilər
Tədqiqatçıların irəli sürdüyü izaha görə, Yer yaranarkən mərkəzə doğru çökən dəmir ətrafındakı hidrogenin bir hissəsini də öz tərkibinə alıb. Nəticədə nüvədə toplanan hidrogenin deuterium baxımından kasad olduğu düşünülür.
Milyardlarla il ərzində bu hidrogenin müəyyən hissəsi metal nüvədən mantiyanın ən aşağı qatlarına keçmiş ola bilər. Daha sonra mantiyadakı geoloji proseslərə qoşulan hidrogen zamanla səthə çatan vulkanik süxurların kimyəvi tərkibinə təsir göstərmiş ola bilər.
Bu ehtimalı dəstəkləyən yeganə sübut hidrogen izotopları deyil. Tədqiqatçılar eyni vulkanik süxurlarda helium-3 və helium-4 izotopları arasındakı nisbətin də diqqətçəkici dərəcədə yüksək olduğunu müəyyən ediblər.
Helium-3-ün Yerin ilkin dövrlərindən qalmış ola biləcəyi və onun müəyyən hissəsinin metal nüvədə qorunub saxlanmış ola biləcəyi düşünülür. Buna görə də vulkanik süxurlarda helium-3/helium-4 nisbətinin yüksək olması dərinliklərdən gələn maddələrin izlərini müəyyənləşdirmək baxımından mühüm göstərici hesab edilir.
Süxurlarda aşkar edilmiş volfram, renium və ruteniumla bağlı qeyri-adi kimyəvi izlər də nüvədən qaynaqlanan maddələrin süxurların tərkibinə daxil olması ehtimalını dəstəkləyən digər dəlillər sırasındadır.
Yerin daxili qatları düşündüyümüz qədər təcrid olunmamış ola bilər
Tədqiqatın nəticələri Yerin nüvəsi ilə mantiyasının milyardlarla il ərzində bir-birindən tamamilə müstəqil kimyəvi sistemlər kimi fəaliyyət göstərmədiyi ehtimalını gücləndirir.
Bu fərziyyəyə əsasən, planetin ilkin dövrlərindən qalan hidrogen və helium kimi uçucu maddələr metal nüvədən mantiyaya keçmiş ola bilər. Mantiyadakı hərəkətlər və vulkanik fəaliyyət isə bu maddələrin müəyyən hissəsinin səthdəki süxurlara qədər çatmasını təmin etmiş ola bilər.
Bununla belə, araşdırma nüvədən mantiyaya maddə ötürülməsinin dəqiq mexanizmini hələ müəyyənləşdirməyib. İki qat arasındakı sərhəddən hidrogenin hansı fiziki və kimyəvi proseslər vasitəsilə keçdiyini anlamaq üçün əlavə tədqiqatlara ehtiyac var.
Baffin adası və İslandiyadakı vulkanik süxurlardan əldə edilən nəticələr göstərir ki, bu gün Yerin səthində müşahidə olunan bəzi kimyəvi xüsusiyyətlərin mənşəyi planetin yarandığı dövrə qədər uzana bilər.
Tədqiqatçıların növbəti məqsədi isə nüvə ilə mantiya arasında baş verdiyi ehtimal olunan bu uzunmüddətli maddə mübadiləsinin necə işlədiyini daha dəqiq müəyyənləşdirməkdir.
//qaynar.az
“Science Advances” jurnalında dərc olunan yeni araşdırma göstərir ki, Yerin metal nüvəsindəki hidrogen zamanla mantiyaya sızaraq oradan səthə qədər çatan geoloji proseslərdə iştirak etmiş ola bilər. Əldə edilən nəticələr Yerin nüvəsi ilə mantiyasının yarandıqları vaxtdan bəri bir-birindən tamamilə ayrı qalmadığı ehtimalını gücləndirir.
Təxminən 4,5 milyard il əvvəl Yer əsasən ərimiş vəziyyətdə olub. Planet soyumağa başladıqda sıx dəmir mərkəzə doğru çöküb, daha yüngül silikatlar isə üst qatlarda toplanaraq mantiyanı əmələ gətirib. Beləliklə, metal nüvə ilə süxurlardan ibarət mantiya bir-birindən ayrılıb. Lakin alimlərin cavab axtardıqları əsas sual bu ayrılmadan sonra iki qat arasında kimyəvi maddə mübadiləsinin davam edib-etməməsi idi.
Tədqiqatçılar bu suala cavabı Kanadanın Arktika bölgəsində yerləşən Baffin adasından və İslandiyadan götürülmüş vulkanik süxurlarda axtarıblar. Bu süxurlarda olan hidrogenin izotop tərkibi Yerin dərinliklərində baş verən proseslər haqqında qeyri-adi məlumatlar verir. Xüsusilə ağır hidrogen izotopu olan deuteriumun gözləniləndən daha az miqdarda olması mövcud izahların yenidən nəzərdən keçirilməsinə səbəb olub.
Vulkanik süxurlardakı hidrogen niyə fərqlidir?
Hidrogenin iki fərqli forması tədqiqatın mərkəzində dayanır. Bunlardan birincisi atom nüvəsində yalnız bir proton olan adi hidrogendir. İkincisi isə nüvəsində bir proton və bir neytron daşıyan deuteriumdur. Hər iki izotop suyun tərkibinə daxil ola bilir, lakin kütlələri arasındakı fərq müxtəlif geoloji proseslər zamanı fərqli davranmalarına səbəb olur.
Alimlər Yerin ilkin dövrlərində mövcud olmuş maqma okeanı soyuyarkən bu iki hidrogen izotopunun necə paylandığını anlamaq üçün planetin dərinliklərindəki şəraiti təqlid edən kompüter simulyasiyaları aparıblar. Modellərdə ərimiş süxurların soyuyaraq müxtəlif minerallara çevrilməsi zamanı hidrogenin və deuteriumun davranışı araşdırılıb.
Nəticələr göstərib ki, maqma okeanı soyuyarkən hər iki hidrogen forması mantiya boyunca nisbətən bərabər paylanıb. Müxtəlif dərinliklərdə izotopların nisbətində kiçik dəyişikliklər yaransa da, bunlar Baffin adası və İslandiyadakı vulkanik süxurlarda ölçülən son dərəcə aşağı deuterium səviyyələrini izah etmək üçün kifayət etməyib.
Bu uyğunsuzluq tədqiqatçıları hidrogenin başqa mənbədən gəlmiş ola biləcəyi ehtimalını araşdırmağa sövq edib. Ən güclü namizədlərdən biri isə Yerin metal nüvəsi olub.
Yerin nüvəsindən mantiyaya hidrogen sızır ola bilər
Tədqiqatçıların irəli sürdüyü izaha görə, Yer yaranarkən mərkəzə doğru çökən dəmir ətrafındakı hidrogenin bir hissəsini də öz tərkibinə alıb. Nəticədə nüvədə toplanan hidrogenin deuterium baxımından kasad olduğu düşünülür.
Milyardlarla il ərzində bu hidrogenin müəyyən hissəsi metal nüvədən mantiyanın ən aşağı qatlarına keçmiş ola bilər. Daha sonra mantiyadakı geoloji proseslərə qoşulan hidrogen zamanla səthə çatan vulkanik süxurların kimyəvi tərkibinə təsir göstərmiş ola bilər.
Bu ehtimalı dəstəkləyən yeganə sübut hidrogen izotopları deyil. Tədqiqatçılar eyni vulkanik süxurlarda helium-3 və helium-4 izotopları arasındakı nisbətin də diqqətçəkici dərəcədə yüksək olduğunu müəyyən ediblər.
Helium-3-ün Yerin ilkin dövrlərindən qalmış ola biləcəyi və onun müəyyən hissəsinin metal nüvədə qorunub saxlanmış ola biləcəyi düşünülür. Buna görə də vulkanik süxurlarda helium-3/helium-4 nisbətinin yüksək olması dərinliklərdən gələn maddələrin izlərini müəyyənləşdirmək baxımından mühüm göstərici hesab edilir.
Süxurlarda aşkar edilmiş volfram, renium və ruteniumla bağlı qeyri-adi kimyəvi izlər də nüvədən qaynaqlanan maddələrin süxurların tərkibinə daxil olması ehtimalını dəstəkləyən digər dəlillər sırasındadır.
Yerin daxili qatları düşündüyümüz qədər təcrid olunmamış ola bilər
Tədqiqatın nəticələri Yerin nüvəsi ilə mantiyasının milyardlarla il ərzində bir-birindən tamamilə müstəqil kimyəvi sistemlər kimi fəaliyyət göstərmədiyi ehtimalını gücləndirir.
Bu fərziyyəyə əsasən, planetin ilkin dövrlərindən qalan hidrogen və helium kimi uçucu maddələr metal nüvədən mantiyaya keçmiş ola bilər. Mantiyadakı hərəkətlər və vulkanik fəaliyyət isə bu maddələrin müəyyən hissəsinin səthdəki süxurlara qədər çatmasını təmin etmiş ola bilər.
Bununla belə, araşdırma nüvədən mantiyaya maddə ötürülməsinin dəqiq mexanizmini hələ müəyyənləşdirməyib. İki qat arasındakı sərhəddən hidrogenin hansı fiziki və kimyəvi proseslər vasitəsilə keçdiyini anlamaq üçün əlavə tədqiqatlara ehtiyac var.
Baffin adası və İslandiyadakı vulkanik süxurlardan əldə edilən nəticələr göstərir ki, bu gün Yerin səthində müşahidə olunan bəzi kimyəvi xüsusiyyətlərin mənşəyi planetin yarandığı dövrə qədər uzana bilər.
Tədqiqatçıların növbəti məqsədi isə nüvə ilə mantiya arasında baş verdiyi ehtimal olunan bu uzunmüddətli maddə mübadiləsinin necə işlədiyini daha dəqiq müəyyənləşdirməkdir.
//qaynar.az
