Phillip Hopkins
0 
2399
530
En dag, for omkring en milliard år siden, havde Jordens indre kerne en vækstspurt. Den smeltede kugle af flydende metal i midten af vores planet udkrystalliserede hurtigt på grund af sænkende temperaturer og voksede støt udad, indtil den nåede den ca. 760 mil (1.220 kilometer) diameter, som det antages at udvide i dag.
Det er alligevel den konventionelle historie om den indre kernes oprettelse. Men ifølge en ny artikel, der blev offentliggjort online i denne uge i tidsskriftet Earth and Planetary Science Letters, er denne historie umulig.
I papiret argumenterede forskerne for, at standardmodellen for, hvordan jordens kerne dannedes, mangler en afgørende detalje om, hvordan metaller krystalliserer: et obligatorisk, massivt fald i temperatur, som ville være ekstremt vanskeligt at opnå ved kernetryk. [6 visioner om jordens kerne]
Forbløffet, sagde forskerne, når du først har redegjort for denne manglende detalje, synes videnskaben at antyde, at Jordens indre kerne overhovedet ikke skulle eksistere.
Paradokset i centrum af vores planet
"Alle, inklusive os selv, syntes at savne dette store problem," sagde undersøgelsesforfatter Steven Hauck, professor i jord-, miljø- og planetariske videnskaber ved Case Western Reserve University i Ohio, i en erklæring. Navnlig manglede de "at metaller ikke begynder at udkrystallisere med det samme, medmindre der er noget der sænker energibarrieren meget."
I kemi er denne ekstra energi kendt som nucleationsbarrieren: det punkt, hvor en forbindelse synligt ændrer sin termodynamiske fase. Flydende vand fryser for eksempel til et fast stof ved den velkendte 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius). Hvis du dog nogensinde har lavet isterninger derhjemme, ved du, at selv vand, der er opbevaret ved dens frysepunkt, kan tage flere timer at udkrystallisere sig fuldt ud. For at fremskynde processen skal du enten udsætte vandet for markant koldere temperaturer (dette kaldes "superafkøling") eller udsætte det for et allerede fast stykke is for at sænke nukleærbarrieren, hvilket reducerer den nødvendige afkøling.
Superkøling opnås let for en enkelt isterning, men for Jordens gigantiske indre kerne bliver tingene lidt vanskeligere, sagde forskerne.
"Ved kernetrykket skulle det afkøle 1.000 grader Kelvin [1.000 grader C eller 1.800 grader F] eller mere under smeltetemperaturen for at krystallisere spontant fra ren væske," fortalte Hauck. "Og det er meget afkøling, især da det videnskabelige samfund i øjeblikket mener, at Jorden måske køler omkring 100 grader K pr. Milliard år."
I henhold til denne model skulle "den indre kerne overhovedet ikke eksistere, fordi den ikke kunne have været superkølet i det omfang," fortalte studieforfatter Jim Van Orman, også professor i Jord-, Miljø- og Planetenskab ved Case Western. Den smeltede indre kernes nucleationsbarriere, sagde han, må have været sænket på en anden måde - men hvordan?
Kernen i problemet
I deres papir foreslog forskerne en mulighed: Måske faldt en massiv klods af fast metallegering ned fra mantelen og dykkede ned i den flydende kerne. Ligesom en isterning faldt ned i et glas langsomt frysende vand, kunne denne faste stykke metal have sænket kernens kernebarriere nok til at starte en hurtig krystallisation.
Der er dog et stort advarsel: Det skulle være en virkelig massiv del af metal for at arbejde.
"For at blive frigivet i kernen og derefter gøre det helt ned til Jordens centrum uden at opløse ... denne dråbe skulle være i størrelsesordenen ca. 10 km i radius," sagde Van Orman . Det betyder en diameter omkring længden af øen Manhattan.
Case Western-forskerne sagde, at selvom de favoriserer denne nye forklaring i forhold til den konventionelle model, er de ivrige efter at medlemmer af det videnskabelige samfund skal veje ind med deres egne teorier..
"Vi har talt om, hvilke ideer der er umulige, og vi har foreslået en idé, der er potentielt plausibel," sagde Hauck. "Hvis det skete på den måde, er det muligt, at en eller anden underskrift af denne begivenhed muligvis kan påvises gennem seismiske undersøgelser. At studere den sidste del af planeten handler om det sværeste at få adgang til disse bølger, så det vil tage tid."
Forhåbentlig kan vi se frem til et svar inden for de næste milliarder år.