Maapallon sisus +6000 C -rautaa?

Niin???

En tiedä kysytkö jotakin, vai oliko tuo hieman ihmettelevä toteamus?

Mutta se mikä tulivuorista virtaa ei ole maankeskipisteestä vaan päljon lähempää pintaa. Maan ytimessä olevan rauta on osittain kiinteää kovan paineen takia.

Telluksemme on noin 4 miljardia vuotta vanha. Kuin sattumalta vanhimpia jälkiä löytyy Kolilta . Jossa on parin miljardin vuoden ikäisiä aaltojen jälkiä kalliossa, silloisessa rantahiekassa

Oli kysymys?

>>Maapallon ydin onkin noin tuhat astetta kuumempi kuin aiemmin on oletettu, sanovat Euroopan synkrotronisäteilytutkimuslaitos ESRF-tutkimuslaitoksen tutkijat.

Uusi koe vahvistaa, että keskipisteen lähellä on noin 6000 Celsius-asteen lämpötila.

Kuumuus selittää, miksi maapallolla on magneettikenttä. Geofysikaalisten mallien mukaan magneettikentän syntymiseen vaaditaan vähintään 1500 asteen lämpötilaero kiinteän ytimen ja sen yläpuolella olevan vaipan välille.

Aiemmat kokeet kutenkin ovat antaneet ymmärtää, että ytimen lämpötila olisi vain noin 4800 astetta. Uusi koe selittää, miksi aikoinaan tällaiseen tulokseen tultiin.
Ytimeen ei pääse

Maapallon ytimen säde on noin 3500 kilometriä ja koko maapallon säde 6378 kilometriä. Ydin koostuu kahdesta kerroksesta, ja se on pääasiassa rautaa ja nikkeliä. Ulompi kerros on nestemäinen, mutta sisempi ydin on kiinteä. Sisimmän ytimen säde on 1300 kilometriä. Ytimen kuumuus syntyy radioaktiivisesten atomien hajoamisesta.

Ytimen yläpuolella on muun muassa peridotiitista ja graniitista koostuva vaippa, jossa kiviaines liikkuu hitaasti.

Ytimen ulkopinnalla 2900 kilometrin syvyydessä lämpötila on noin 4300 astetta ja paine yli 1,3 miljoonaa ilmakehää. Näissä oloissa rauta sulaa. Nestemäisen raudan virtaus ja maan pyörimisliike saavat yhdessä aikaan dynamovaikutuksen, jonka tuloksena syntyy Maan magneettikenttä.

Maan sisäosista ei ole suoraa mittaustietoa. Porauksilla on päästy vain 15 kilometrin syvyyteen maankuoren sisälle. Muu tieto Maan sisäosista on saatu epäsuorasti tutkimalla maanjäristysten ja ydinräjäytysten yhteydessä syntyviä seismisiä aaltoja. Uusimpia menetelmiä ovat Maan sisällä olevien uraanin, toriumin ja kalium-40:n radioaktiivisessa hajoamisessa syntyvien neutriinojen havaitseminen ja keinotekoisella neutriinosuihkulla luotaaminen.

Maanjäristysaalloista selviää hyvin maapallon ytimen tiheys ja paine, mutta lämpötilasta seismologia ei anna mitään tietoa. Eri kerrosten väliset lämpötilaerot ovat kuitenkin maapallon sisuksessa tapahtuvien virtausten päämoottori. Yhdessä maapallon pyörimisliikkeen kanssa ne toimivat kuin dynamo, joka aiheuttaa Maan magneettikentän ja ruokkivat syvimpiä tulivuoria Havaijilla ja La Réunion -saarella.
Timantti puristaa hurjasti

Nyt tutkijat ovat selvittäneet timanttipuristimen avulla raudan sulamispistettä ja käyttäytymistä valtavassa kuumuudessa ja paineessa. Timanttipuristin voi rutistaa sirunkokoisia näytteitä usean miljoonan ilmakehän paineeseen. Samaan aikaan näytteet voidaan kuumentaa laserilla 4000–5000 asteen lämpötilaan.

– Koe on vaativa, koska näyte täytyy lämpöeristää hyvin tarkasti, eikä se saa myöskään reagoida kemiallisesti ympäristön aineiden kanssa, kertoo ranskalaisen CEA-tutkimuslaitoksen tutkija Agnès Dewaele.

Ääriolosuhteet voidaankin saavuttaa vain noin sekunnin ajaksi.

Näytteen tilaa mitataan hyvin ohuella synkrotroniröntgensäteellä. Sulaessa näytteen kiderakenne muuttuu, mikä näkyy näytteen läpi kulkeneiden röntgensäteiden diffraktiokuviossa.
Vikkelä röntgen

Ratkaisevaa kokeen kannalta on uusi tekniikka, jolla diffraktiomittaus kyetään tekemään voimakkaalla röntgensäteellä alle sekunnissa. Aikaisemmin mittaukset ovat vaatineet selvästi enemmän aikaa.

– Alle sekunnissa selviää, onko näyte kiinteä vai osittain tai kokonaan sula, kertoo ESRF:n tutkija Mohamed Mezouar.

Kokeellisesti tutkijat pystyivät mittaamaan, että rauta sulaa 4800 asteessa ja 2,2 miljoonassa ilmakehässä. Tämän perusteella he arvioivat, että kiinteän ja nestemäisen ytimen rajalla 3,3 miljoonan ilmakehän paineessa lämpötila on 6000 astetta. Arvion tarkkuus on plus miinus 500 astetta.

20 vuotta sitten Reinhard Boehler sai noin tuhat astetta alempia arvoja laskiessaan ytimen lämpötilaa saksalaisessa kemian MPI-tutkimuslaitoksessa Mainzissa. Boehler käytti optisia menetelmiä, joissa virhettä on saattanut aiheuttaa rautahiukkasen pinnan uudelleenkiteytyminen.

Tutkimus on julkaistu Science-lehdessä, ja siitä kertoi Lightsources-uutiskirje.

Tulivuorista purkautuva magma ei ole peräisin kovin syvältä. Kannattaa pitää mielessä että maapallon säde on runsaat 6000 kilometriä. Näin pitkä matka on siis keskipisteeseen. Tulivuorten sula kivimassa tulee vain muutaman kilometrin syvyydestä, joka matka siis on korkeintaan noin 1% maapallon säteestä. Tulivuoret ovat vain paikallisia kuumuuspesäkkeitä maankuoressa.