Hamarabb hűlhet ki és válhat bárki számára lakhatatlanná a Föld, mint gondoltuk

Támogasd a tudomány népszerűsítését, segítsd a munkánkat!

Az egykor izzó tűzgolyóbisból, ami 4,5 milliárd évvel ezelőtt a Föld volt, nemcsak azért válhatott éltető vizet és légkört a felszínén hordozó, fajok millióinak otthont adó élő bolygó, mert a felszíne megszilárdult és élhetővé hűlt, hanem azért is, mert a magja tovább izzott, és az abban zajló folyamatok, valamint a saját tengelye körül végzett forgó mozgás mágneses mezőt von a Föld köré, aminek elengedhetetlen szerepe van a légkör és a felszíni vizek megtartásában. A Föld magja a bolygó keletkezése pillanatától folyamatosan hűl, illetve szilárdul, amely folyamat végén a mágneses mező nagy része elveszhet, és a Föld a Marshoz vagy a Merkúrhoz hasonló kősivataggá válhat. Mindezt eddig is tudtuk. Miközben a bolygó légkörében zajló, a földi életet – legalábbis átmenetileg biztosan – veszélyeztető felmelegedésre több évtizede tudósok hada hívja fel a figyelmet, a mag lehűléséről csak most derítették ki, hogy lényegesen gyorsabban zajlik, mint eddig hitték. És ez baj.

A svájci ETH Zürich bolgyókutatója, Motohiko Murakami annak az ásványi anyagnak egyetlen kristályát tanulmányozta, amely a mai ismeretek szerint messze a leggyakoribb ásvány a föld mélyén, mégis csak egyetlen egyszer sikerült közvetlenül megfigyelni, arra is 2014-ig kellett várni. A szóban forgó ásvány a kizárólag magas nyomáson formálódó magnézium-vas-szilikát, a bridgmanite, ami számítások szerint a bolygó teljes térfogatának több mint harmadát adja. 

Mivel a bridgmanit csak nagyon magas nyomáson, a külső földkéregtől mintegy 800-2900 kilométeres mélységben húzódó sűrű, folyékony sávban, az alsó földköpenyben található meg stabil állapotban, sokáig csak feltételezték, hogy egyáltalán létezik. Végül 2014-ben egy meteoritból sikerült kimutatni, amelynek a felszínén a becsapódás pillanatában hasonló körülmények alakultak ki, mint ami az alsó földköpenyben lehet (nagyjából 1500 Celsius-fok és 127 gigapascal körüli nyomás). 

Fotó: Wikimedia Commons

Murakami és csapata pulzáló lézerrel hevítették és helyezték egyre nagyobb nyomás alá a bridgmanitkristályt, majd megmérték, milyen gyorsan veszíti a hőt. Ebből a mérésből derült ki, hogy az eddig feltételezettnél másfélszeresével nagyobb a hővezető képessége, vagyis a hő a Föld forró magjából jóval gyorsabban halad a hideg földkéreg felé, mint eddig hitték. A folyamat ráadásul a földkéreg irányába haladva egyre gyorsul: a bridgmanit egy átmeneti ásvánnyá, amely még gyorsabban adja le a hőt, mint a bridgmanit.

Hogy mindez a gyakorlatban mit jelent a Föld távoli jövőjére nézve, azt egyelőre a kutatók sem tudják. Annyi bizonyos, hogy a Mars sokkal gyorsabban hűlt ki, mint a Föld, de ez csak részben köszönhető annak, hogy lényegesen kisebb is a bolygónknál. A folyamatban fontos – ám egyelőre kevéssé feltárt – szerepe lehet a radioaktív elemeknek, amelyek a bomlásuk során hőt termelnek, ami elegendő lehet például ahhoz, hogy ellensúlyozza valamelyest a földmag kihűlését, és ezzel szinten tartsa például a a Föld belsejének vulkanikus tevékenységét. Mindenesetre Murakami és csapata szerint a földi élet – egyéb, a hőveszteségtől független tényezők miatt – még így is jóval a bolygó kihűlése előtt meg fog szűnni.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: