Οι πυρήνες της Γης και του Άρη σχηματίστηκαν κάτω από διαφορετικές συνθήκες

Πηγή: Nature, 29 Ιουνίου 2007

Οι πυρήνες της Γης και του Άρη διαμορφώθηκαν υπό πολύ διαφορετικές συνθήκες, σύμφωνα με μια νέα μελέτη που έχει συγκρίνει δείγματα πυριτίου από τη Γη, τους μετεωρίτες και πλανητικά υλικά.

Η έρευνα επίσης έχει δείξει ότι η Γη και το φεγγάρι έχουν την ίδια ισοτοπική σύνθεση του πυριτίου, γεγονός που υποστηρίζει τη θεωρία ότι άτομα από τα δύο σώματα αναμίχθηκαν στα αρχικά στάδια της γέννησης τους.

"Έχουμε εκπλαγεί από τα αποτελέσματά που έδειξαν ότι πυριτικά δείγματα της Γης, περιείχαν αυξημένα ποσοστά των βαρύτερων ισοτόπων του πυριτίου. Αυτό το συμπέρασμα είναι αρκετά διαφορετικό από την ανάλυση που κάναμε στους μετεωρίτες που προέρχονται από τον Άρη και το μεγάλο αστεροειδή Εστία (Vesta) - που δεν επιδεικνύουν ένα τέτοιο φαινόμενο ακόμα κι αν αυτά τα σώματα έχουν ένα πυρήνα από σίδηρο", λέει ο καθηγητής Alex Halliday από το πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.

Ήταν η πρώτη έρευνα, από μια διεθνή ομάδα επιστημόνων από το πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, του Λος Άντζελες (UCLA) και το Ίδρυμα Τεχνολογίας στη Ζυρίχη (ETH), που χρησιμοποίησε  ισότοπα κατ' αυτό τον τρόπο για να ερευνήσουν το πώς σχηματίστηκε ο γήινος πυρήνας.

Οι βράχοι της Γης που αποτελούν τα ηφαίστεια, τις οροσειρές ή κρύβονται κάτω από το ωκεάνιο πάτωμα αποτελούνται από πυριτικά άλατα - ενώσεις από πυρίτιο και οξυγόνο συνδεδεμένων και με άλλα είδη ατόμων.

Τα πυριτικά άλατα βρίσκονται σε ένα βάθος 2.900 χλμ - κατά προσέγγιση στο μέσον της απόστασης από την επιφάνεια έως τον πυρήνα της Γης.

Σε αυτό το σημείο υπάρχει μια απότομη αλλαγή στον πυκνό σιδερένιο πυρήνα. Οι μελέτες στη δεκαετία του '50 είχαν δείξει ότι ο εξωτερικός πυρήνας είχε μια πυκνότητα πάρα πολύ χαμηλή για να αποτελείται από καθαρό σίδηρο και ότι πρέπει επίσης να αποτελείται από μερικά ελαφρύτερα στοιχεία.

Τα δείγματα των πυριτικών αλάτων από τον Άρη και την Εστία είναι ίδια με μια πρωτόγονη κατηγορία μετεωριτών, των χονδριτών, που είναι το υλικό που υπάρχει στα μικρά "πλανητοειδή" αντικείμενα και τα οποία δεν υποβλήθηκαν ποτέ σε σχηματισμό κεντρικού πυρήνα.

Σύμφωνα με τον καθηγητή Halliday, "η πλέον πιθανή εξήγηση είναι ότι, αντίθετα από τον Άρη και τον αστεροειδή Εστία, το πυρίτιο της Γης έχει διαιρεθεί σε δύο είδη - ένα τμήμα που έγινε ένα ελαφρύ ισότοπο στοιχείο στο γήινο πυρήνα διαλυμένο στο μέταλλο και το μεγαλύτερο μέρος που σχημάτισε ένα πυριτικό άλας (από πυρίτιο και οξυγόνο) του γήινου μανδύα και του φλοιού.

Σε αρκετό βάθος τα πυριτικά άλατα αλλάζουν δομή προς πυκνότερες μορφές, έτσι η ισοτοπική σύνθεση εξαρτάται από την πίεση στην οποία χωρίζονται το μέταλλο και το πυριτικό άλας, τόνισε ο ίδιος.

Σύμφωνα με την ομάδα, αυτή η έρευνα έχει παράσχει νέα στοιχεία ότι ο γήινος πυρήνας διαμορφώθηκε υπό διαφορετικούς όρους από εκείνους που υπήρξαν στον Άρη.

"Αυτό θα μπορούσε να εξηγηθεί εν μέρει από τη διαφορά στη μάζα μεταξύ των δύο πλανητών. Επειδή η Γη είναι οκτώ φορές μεγαλύτερη από τον Άρη η πίεση στο σχηματισμό του πυρήνα της θα μπορούσε να είναι υψηλότερη και γι αυτό θα φτιάχτηκαν διαφορετικές φάσεις στα πυριτικά άλατα. Η μάζα ενός πλανήτη έχει επιπτώσεις, επίσης, και στην ενέργεια που απελευθερώνεται όσο αυτή αυξάνεται", συμπλήρωσε.