Наукпоп

18 січня 2022, 07:03

NV Преміум

Вчені з’ясували, що Земля перетвориться на неживий шматок каменю. І це станеться набагато швидше, ніж вважалося раніше

Міжнародна команда вчених з’ясувала, що внутрішні частини Землі охолоджуються швидше, ніж передбачали попередні моделі, через що наша планета «скам’яніє» набагато раніше.

Однією з головних сучасних проблем є глобальне потепління та зміни клімату, пов’язані з цим процесом. Через руйнівну діяльність людини температура на поверхні Землі оновлює рекорди майже щороку: наприклад, вже середня температура океанів є рекордно високою вже шостий рік поспіль; температурний рекорд було встановлено й у Арктиці, й у Антарктиді; про аномально спекотне літо 2021-го навіть згадувати не хочеться.

Проте якщо дивитися на картину ширше, то всю еволюцію нашої планети можна описати одним словом: охолодження. Так, перед людьми зараз стоїть глобальне завдання впоратися з потеплінням на поверхні Землі, проте її серце — розплавлена внутрішня частина — постійно охолоджується.

Передплатіть, щоб прочитати повністю

Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою

Передплатити
Перший місяць 1 ₴. Відмовитися від передплати можна у будь-який момент

Землі приблизно 4,5 млрд років. Коли планета тільки сформувалася, це було набагато екстремальніше середовище: неймовірно високі температури, які виключали можливість існування на поверхні практично всього, крім океанів магми. Згодом поверхня охолола, з’явилася земна кора, де пізніше виникло життя.

Проте, під поверхнею Землі досі є конвекційне динамо, що забезпечує планеті можливість існувати, а життю Землі — процвітати. Дякувати за це ми повинні не лише Сонцю й атмосфері, а й джерелам тепла, захованим глибоко у надрах планети.

Підтримка життя людства — це чудово, проте тепловим механізмам однаково, які умови нам зручні, а які ні. Внутрішня частина Землі продовжує охолоджуватися — врешті-решт вона повністю затвердіє, вся геологічна активність припиниться, а наша планета стане схожа на Марс або Меркурій — величезний млявий неживий камінь, що обертається навколо Сонця.

Дослідження вчених із Швейцарської вищої технічної школи (ETH Zurich), опубліковане в журналі Earth and Planetary Science Letters, показує, що це може статися набагато раніше, ніж вважалося раніше.

Ми досі не можемо розрахувати швидкість охолодження Землі, тому вчені не можуть точно сказати, скільки часу мине, перш ніж охолодження внутрішніх шарів Землі зупинить теплові процеси, що підтримують глобальні температури і вуглецевий цикл. Відповідь може полягати у вимірі теплопровідності матеріалу, що міститься між ядром Землі та мантією — бриджманіту.

Експериментально теплопровідність бриджманіту перевірити не так просто — все-таки він залягає глибоко у надрах нашої планети. Навколишні умови дуже впливають на теплопровідність, тому звичайна перевірка в лабораторії також не варіант.

Проте міжнародна група вчених під керівництвом планетолога Мотохіко Муракамі створила складну систему, яка дозволить їм розрахувати цей показник, відтворивши тиск і температуру внутрішньої частини Землі. Дослідники опромінили монокристал бриджманіту лазерами, розігрівши його до 2166 °C і збільшивши тиск до 80 гігапаскалів (приблизно в 800 тис. разів більше, ніж на поверхні планети) — це приблизно умови між ядром і мантією Землі.

Установка для визначення теплопровідності бриджманіту за високого тиску та екстремальних температур / Фото: Murakami M, et al, 2021

Виявилося, що теплопровідність бриджманіту в 1,5 рази більша, ніж передбачалося раніше. Ба більше, коли він охолоджується, бриджманіт перетворюється на постперовскіт — ще один матеріал, який має ще більшу теплопровідність. Виходить щось на кшталт ефекту снігової грудки, яка поступово охолоджує нашу планету.

Отже, ядро охолоджується ще швидше, ніж вважали вчені, а відтак, і всі надра нашої планети також охолоджуються швидше. Це, натомість, може призвести до того, що тектоніка плит, яка підтримується теплом мантії, сповільнюватиметься. Через це планета буде поступово «каменіти» і, нарешті, перетвориться на великий шматок неживої породи.

Наскільки швидше відбуваються ці процеси — дослідники поки що не можуть відповісти. Питання охолодження планети поки що поза нашим розумінням, і вченим буде потрібно ще одне глибоке дослідження, аби краще розібратися в ньому — наприклад, вивчити, як на вулканічну активність може впливати розпад радіоактивних елементів, тепла від якого може бути достатньо підтримки для вулканічної активності.

«Результати нашого дослідження можуть дати нам новий погляд на еволюцію динаміки Землі. Вони припускають, що Земля, як і інші тверді планети на кшталт Меркурія та Марса, охолоджується і стає неактивною набагато швидше, ніж очікувалося», — каже Муракамі.

Тішить (наскільки у цьому контексті годиться це слово), що ані ми, ані наші правнуки не доживуть до моменту «скам’яніння» Землі. Найімовірніше, Земля стане непридатною для життя задовго до цього, наприклад, через діяльність людини або розширення Сонця.

Другие новости

Всі новини