Tudomány

Szivárog a földmag, a felszínre is eljut az anyag

A földmag és a köpeny, illetve a köpeny és a felszín között is van átjárás.
Korábban a témában:

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.

Fotó: Christoph Burgstedt / Science Photo / CBR / AFP

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.

Akkor mégis mire a felhajtás? A kutatók jól időzítették a publikációt, a nyári uborkaszezonban a sajtó mindent felkap, amit „jó címmel” el lehet adni.

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

Ajánlott videó mutasd mind

Ha kommentelni, beszélgetni, vitatkozni szeretnél, vagy csak megosztanád a véleményedet másokkal, a 24.hu Facebook-oldalán teheted meg. Ha bővebben olvasnál az okokról, itt találsz válaszokat.

A cikkhez ide kattintva szólhatsz hozzá.
Nézd meg a legfrissebb cikkeinket a címlapon!
24-logo

Engedélyezi, hogy a 24.hu értesítéseket
küldjön Önnek a kiemelt hírekről?
Az értesítések bármikor kikapcsolhatók
a böngésző beállításaiban.