Az elmúlt napokban a magyar média nagy részén végigszáguldott a hír, miszerint szivárog a földmag, aminek a szakértők sem értik az okát. Egy friss kutatás eredményeiről van szó, amelyben a földmagból származó anyagokat elemeztek bizonyos kőzetekben, a „szivárgásra” több lehetséges okot is felsoroltak.
Ha valaminek a tudósok sem ismerik az okát, ráadásul olyan sejtelmes anyagról van szó, mint földünk olvadt magja, a laikust könnyen hatalmába keríti egy enyhébb világvégeérzés. Arról nem is beszélve, hogy a beszámolókat olvasva kívülállóként igen nehéz eldönteni, pontosan miről is van szó.
Ezért Dr. Timár Gábor geofizikust, az ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tanszékének tanszékvezető egyetemi docensét kértük, magyarázza el a jelenséget.
Életet adó áramlás
Hirtelen menjünk vissza az időben több mint 4,5 milliárd évet, amikor Földünk a Nap körül keringő anyagokból, eltérő méretű és összetételű szilárd anyagokból bolygóvá formálódott. Meteoritok vizsgálatából ma már tudjuk, hogy utóbbiak egy része főként vasból, míg a másik szilikátokból állt, anyaguk pedig immár a Föld nevű bolygó alkotóelemeként sűrűség szerint rendeződött.
Néhány százmillió év alatt kialakult a Föld vasat és néhány nehezebb elemet tartalmazó magja, körülötte pedig az inkább szilikátokból álló úgynevezett földköpeny, majd a hővesztés hatására lassan a legfelső, szilárd héj, a kőzetburok
– magyarázza a 24.hu-nak Timár Gábor.
Maga a mag két részből áll, a belső a nagyobb nyomás miatt szilárd, míg a külső rétege olvadt, folyékony, amelyben állandó az áramlás. Ez az áramlás tartja fenn egyébként a bolygót körülvevő mágneses mezőt, nélküle nem létezhetne a miénkhez hasonló élet a Föld felszínén a Napból és az űrből érkező, számunkra hosszú távon gyilkos sugárzás miatt. És egy hasonló, de a köpenyben kialakuló áramlásrendszer vezet el a „szivárgáshoz” is.
Fortyog a közepe
Közismert, hogy a vulkánokon keresztül a földköpeny olvadt anyaga kerül felszínre. A bazaltvulkánok, mint például az Etna, vagy az óceánközépi hátságok 60 ezer kilométer hosszú lánca pedig nagyobb vastartalmú anyagot juttat a felszínre. És emlékezzünk: a vas a bolygóképződéskor alulra, a magba került, mégis megtaláljuk így a felszínen is.
Érdekes kérdés, hogyan jut a majdnem kétszeres sűrűségű anyag felfelé, a köpenybe. A megoldás a már említett áramlások köpenyben, amit elképzelhetünk úgy is, mint amikor levest főzünk.
Ha a láng a fazék alját éri, a forró víz felfelé áramlik (középen bugyog), a felszínen lehűl és a lábos szélénél visszasüllyed. Amennyiben viszont az edény szélét éri a láng, az egész fordítva működik: a szélén emelkedik, és középen bukik le. Ez a hőmérséklet- és sűrűségkülönbségek hatására kialakuló úgynevezett konvekciós áramlás – mint a konvektorban: a meleg víz a kazántól távolodik, míg a hideg víz a kazánba áramlik.
Földünk esetében azért ez jóval lassabban működik, mint a leves vagy a konvektor esetén, az áramlás sebessége centiméter/év nagyságrendű, az elmúlt több mint 4,5 milliárd év nagyjából 25-30 konvekciós körre volt elég a földköpenyben.
Megvan a kiskapu
És most jön a lényeg. Bár mag és a köpeny határa elég élesen elválik egymástól, a hőmérséklet nem azonos ezen a határon:
Ahol köpeny-mag határ melegebb, onnan áramlik felfelé a köpeny anyaga, ugyanúgy, mint a leves példáján. A feláramlás pedig felkaphat valamennyit a mag sűrűbb, nehezebb anyagából is
– emeli ki a szakember.
A folyamat teljesen természetes, az átjárás megvan mind a mag és a köpeny, mind pedig a köpeny és a felszín között, így a legkevésbé sem rendkívüli hír, hogy a mag anyaga „szivárog”. És valószínűleg nem is csak 2,5 milliárd éve, ahogy az új kutatás állítja, hanem onnantól kezdve, amikor bolygónk anyaga sűrűség szerint rendeződött.
Szigetel és fűt
Ha pedig földmag, végezetül egy érdekesség. Magától értetődőnek vesszük, hogy mélyen a talpunk alatt bolygónk fortyogó, olvadt anyagtömeg, de vajon miért? A pontos válaszon még a tudósok is törik a fejüket.
Kezdetben nyilvánvalóan az ütközések keltette energia keltette hőt, majd a felszín lassan kihűlt, megszilárdult. De még most, nagyjából 4,6 milliárd év elteltével is elég néhány tíz vagy pár száz kilométert a középpont felé haladni, hogy áttörjük a szilárd kőzetburkot és olvadt kőzetet találjunk, ami a Föld méreteit tekintve nem egy elképesztő mélység.
Ennek oka kettős: a kőzetburok, de maga a köpeny is annyira jó hőszigetelő, hogy nem engedi kihűlni az alattuk levő rétegeket, illetve a mélyben található radioaktiv anyagok bomlása is folyamatosan gondoskodik plusz hőről. A két tényező minden bizonnyal együtt járul hozzá a jelenlegi állapothoz, ám továbbra is kérdés, melyik milyen arányban?
Kiemelt kép: Nicolas Economou / NurPhoto
