Carneige Instiution for Science bünyesinde çalışan yüksek basınç jeobilimcisi Michael Walter ve meslektaşlarının araştırmalarına göre, Dünya’nın çekirdeği genel kanının aksine bin derece daha soğuk olabileceği ortaya çıktı. Yeni araştırma, çoktan çözüldüğü düşünülen bir tartışmanın yeniden açılmasına sebep oldu.
Yaklaşık Mars büyüklüğündeki Dünya’nın çekirdeği, çoğunlukla demirden oluşurken, katı iç çekirdeğin etrafını Ay büyüklüğünde erimiş demirden oluşan sıvı dış çekirdek çevreler. Gezegen’in manyetik alanı dış çekirdekteki demirin hareketiyle oluştuğu ve en az 4 milyar yıldır varlığını sürdürmekte olduğu bilinir. Günümüzde bu manyetik dinamo, başlıca iç çekirdeğin yavaş yavaş katılaşmasıyla devam etmekte ancak Dünya’nın soğuma geçmişine dair bazı modellere göre, iç çekirdeğin yarım milyar yıldır oluşmaya başladığı öne sürülüyor. Bu durum, iç çekirdek oluşmadan önce geçen 3.5 milyar yılda manyetik dinamonun nasıl işlediğine dair bazı soruişaretlerini ortaya çıkardı.
Bu sorunun yanıtının gezegenin derinlerindeki koşullara bağlı olduğu düşünülüyor. İç çekirdek katı olduğu için, maruz kaldığı yüksek basınç altında erimeyecek kadar düşük bir sıcaklıkta olması gerekir. Bu yüzden çekirdekteki basınca benzer koşullar altında demirin erime derecesinin belirlenmesinin çekirdeğin sıcaklığına dair en iyi yöntemlerden biri olduğu belirtildi.
Michael Walter ve çalışma arkadaşları bu ölçümü yapabilmek için 5 yılı aşkın süredir çalışıyordu. Önceki deneylerde olduğu gibi araştırmacılar, küçük demir örneklerini elmas örslerin uçları arasına sıkıştırarak Dünya’nın dış çekirdeğine eşdeğer, yaklaşık 2 milyon atmosfer basıncına ulaştılar. Ancak demiri lazerle ısıtmak yerine, bu kez mikrosaniyelik aralıklarla elektrik darbeleri uyguladılar. Ek olarak, demirin doğrudan eridiğine dair bulgular aramak yerine, eklenen enerjinin sıcaklığı demiri eritmeye başladığı anda sıcaklık artışında oluşan kritik duraksamayı ölçtüler.
“Bilim dünyasının kabullenmesi zaman alabilir”
Araştırma ekibi, iç çekirdek sınırındaki basınçta saf demirin, önceki değerlere göre 1000 derece daha düşük olan 4420 ila 5220 kelvin arasında erimesi gerektiğini belirtti. Dünya’nın çekirdeğindeki elementler de hesaba katıldığında tahmini sıcaklık daha da düşerek 4284 kelvine düşüyor.
Daha sonra araştırmacılar düşük erime sıcaklıklarını ve demirin bahsedilen basınçlar altında ısıyı nasıl ilettiğine dair tahminlerini Dünya’nın termal evrimi modellerine bağladılar. Sonuçlar, çekirdeğin soğumasının bile başlı başına Dünya tarihinde manyetik dinamo’nun çalışmasını sağlayabilecek kadar enerji üretebileceğini gösterdi. Buna göre iç çekirdek, yarım milyar yıl önce katılaşmaya başlamış olsa bile manyetik alan varlığını sürdürmüş olabilir.
Düşük değerler başka bir çıkarıma daha yol açtı; çekirdeğin ve mantonun arasındaki sınırın da düşünüldüğünden daha soğuk olması gerekiyor. Walter, Bu durumun o bölgedeki kayaçların erimesini zorlaştırabileceğini bu nedenle çekirdeğin üst kısmında yer alan ve deprem dalgalarının Dünya’nın derinliklerinden aşırı yavaş geçmesiyle tespit edilen dev kaya kütlelerinin erimiş kayalardan oluşabileceğine dair teorilerin çürütülebileceği belirtildi.
Carnegie Bilim Enstitüsünden yüksek basınç araştırmacısı Michael Walter, “Bu sıcaklıklar şimdiye kadar elde edilen sonuçlardan çok daha düşük. Bilim dünyasının bunu kabullenmesinin zaman alacağını düşünüyorum.” dedi.
Bilim insanları temkinli yaklaşıyor
Yüksek çekirdek sıcaklığı tahminlerinin oluşturulmasına katkı sağlayan isimlerden Londra Üniversitesi mineral fizikçisi Dario Alfè, yeni ölçümlerin birçokaraştırmacının çoktan çözülmüş olduğunu düşündüğü tartışmayı dirilterek “geçmişe geri dönüş” anlamına gelebileceeğini ancak hala yeteri kadar ikna olamadığını belirtti.
Dario Alfè, “Yöntemler ayrıntılı bir biçimde incelenmeden bunun doğru olup olmadığını söylemek zor, doğrusu; kariyerimin büyük bir kısmını bu konuya ayırdım ve bu tartışmayı tekrar açmak istemiyorum.” dedi.
Kaynak: Science.org