Wie Sie wissen, ist unser Planet vielschichtig. Sein oberer Teil ist von der Erdkruste bedeckt. Darunter befindet sich der Mantel – eine viskose Substanz, die auf eine Temperatur von 700-1300 Grad erhitzt wird. Darunter befindet sich der Erdkern, dessen Temperatur etwa 6000 Grad beträgt. Die ganze Entwicklung unseres Planeten hängt mit seiner Abkühlung zusammen. Zum Beispiel war vor 4,5 Milliarden Jahren Leben auf dem Planeten im Allgemeinen unmöglich, da die Temperatur seiner Oberfläche extrem hoch war. Die Oberfläche des Globus war mit einem rotglühenden Mantel bedeckt. Aber über Milliarden von Jahren kühlte die Oberfläche ab, was zur Bildung einer Kruste führte. Darunter verbirgt sich jedoch immer noch eine unglaubliche thermische Energie, die tektonische Platten zur Bewegung und Vulkane zum Ausbruch zwingt. Aber wie lange ist es haltbar? Bis zum letzten Moment konnten Wissenschaftler diese Frage nicht genau beantworten und bauten Theorien auf. Genauere Informationen zu diesem Thema liefert eine aktuelle Studie von Schweizer Wissenschaftlern, wonach die Erde viel schneller abkühlt als bisher angenommen.
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Erde viel schneller abkühlt als bisher angenommen
Der Erdkern ist nicht durch eine wärmeisolierende Schicht geschützt
Laut Wissenschaftlern wird es die Wärmeleitfähigkeit des Minerals, das sich in großen Mengen zwischen Kern und Mantel befindet, ermöglichen, mehr darüber zu erfahren, wie sich der Planet abkühlt. Wissenschaftler gingen lange davon aus, dass das Bridgmanit genannte Mineral die Funktion eines Wärmeisolators erfüllt, der die Wärme des Kerns zuverlässig hält. Tatsache ist, dass der Temperaturunterschied zwischen Kern und Mantel sehr hoch ist. Daher kann theoretisch Wärme aus dem Kern entweichen, was zu einer beschleunigten Abkühlung führt.
Die Erde besteht aus mehreren Grundschichten
Natürlich ist es nicht schwierig, die Wärmeleitfähigkeit eines Minerals unter normalen terrestrischen Bedingungen zu messen. Allerdings ist zu bedenken, dass an der Grenze des Mantels und dem äußeren Teil des Kerns völlig andere Bedingungen herrschen – extrem hohe Temperatur und enormer Druck. Dementsprechend kann die Wärmeleitfähigkeit von Bridgmanit abweichen.
ETH-Professor Motohiro Murakami und seine Kollegen vom Carnegie Institute of Science haben einen Messaufbau geschaffen, der in etwa die gleichen Bedingungen schafft, unter denen das Mineral im Erdinneren vorkommt. Die Studie zeigte, dass die Wärmeleitfähigkeit des Minerals etwa eineinhalb Mal höher ist, als Wissenschaftler bisher angenommen hatten. Daraus folgt, dass der Wärmefluss vom Kern zum Mantel anderthalbmal stärker ist. Mit anderen Worten, die Abkühlungsrate der Erde war schneller.
Bridgemanit ist das am häufigsten vorkommende Mineral im Erdinneren
„Dank dieses Messaufbaus konnten wir feststellen, dass die Wärmeleitfähigkeit von Bridgmanit viel höher ist als erwartet“, sagt Motohiro Murakami.
Auch die lithosphärischen Prozesse, die durch die Konvektionsbewegungen des Mantels unterstützt werden, werden den Forschern zufolge schneller abschwächen als bisher angenommen. Allerdings können Wissenschaftler immer noch nicht sagen, wie schnell dies geschehen wird.
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Die Abkühlungsrate der Erde wird zunehmen
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Eine Studie von Wissenschaftlern hat gezeigt, dass sich durch schnelles Abkühlen stabile Mineralphasen verändern. Einfach ausgedrückt, verwandelt sich Bridgmanit durch Abkühlung in ein anderes Mineral – Postperowskit. Dementsprechend wird es völlig andere Eigenschaften haben, anders als Bridgmanit. Wenn dieses Mineral beginnt, die Kern-Mantel-Grenzfläche zu dominieren, wird die Abkühlungsrate der Erde noch weiter zunehmen, da Post-Perowskit eine höhere Wärmeleitfähigkeit hat.
« Unsere Forschung zeigt, dass die Erde viel schneller als erwartet abkühlen und inaktiv werden wird wie feste Planeten wie Merkur und Mars» erklärt Motohiro Murakami.
Wissenschaftler berichten nicht, ob die Schwächung des Erdmagnetfelds damit zusammenhängen könnte. Es ist auch nicht bekannt, wie lange es dauern wird, bis die Konvektionsströme des Mantels aufhören, sich zu bewegen. Um diese Fragen zu beantworten, ist es Wissenschaftlern zufolge notwendig, alle Prozesse im Zusammenhang mit der Mantelkonvektion besser zu verstehen.
Das Magnetfeld der Erde hat begonnen sich abzuschwächen
Außerdem sollte man so etwas nicht außer Acht lassen Prozess als Zerfall radioaktive Elemente, die auch in den Eingeweiden des Planeten vorkommt. Dieser Prozess gilt als eine der wichtigsten Wärmequellen. Offensichtlich beeinflusst es auch die Dynamik des Mantels. Deshalb sollten Sie nicht in Panik geraten.
Das Einzige, was man aufgrund dieser Studie zweifelsfrei sagen kann, ist, dass die Menschheit sehr wenig über unseren Planeten und die darin stattfindenden Prozesse weiß . Im Allgemeinen kann unser gesamtes Verständnis der Struktur der Erde nicht als genau bezeichnet werden. Einige Wissenschaftler argumentieren, dass der Kern im Allgemeinen fest ist. Hoffen wir, dass diese Wissenslücken bald geschlossen werden.