Od pamtivijeka se unutarnja jezgra Zemlje smatrala najvećom planetarnom zagonetkom. Kako je nastala? Zašto se polako širi i očvršćuje? Tim istraživača iz Oxforda, Leedsa i University Collegea London sada vjeruje da je pronašao ključni odgovor – i to u elementu koji često povezujemo s organskim životom: ugljiku.
Kako raste unutarnja jezgra?
Danas znamo da čvrsta željezna jezgra Zemlje polako raste kako se vanjska, tekuća jezgra hladi i kristalizira. No, jedno pitanje dugo je zbunjivalo znanstvenike: kako je taj proces smrzavanja uopće započeo?
Naime, temperatura nije jedini faktor. Potreban je i precizan kemijski sastav koji omogućuje nukleaciju – stvaranje prvih kristalnih struktura, slično načinu na koji se kapljice vode stvaraju u oblacima. Bez tog “kemijskog okidača” jezgra možda nikada ne bi poprimila današnji oblik, a Zemlja ne bi imala stabilno magnetsko polje koje štiti život na površini.
Ugljik kao ključni akter
Nova studija, objavljena u časopisu Nature Communications, pokazala je da je upravo ugljik odigrao presudnu ulogu.
Znanstvenici su kroz napredne računalne simulacije pratili ponašanje atoma na temperaturama i tlakovima unutarnje jezgre. Rezultati su pokazali iznenađenje:
- Silicij i sumpor, za koje se ranije vjerovalo da su važni, zapravo usporavaju proces smrzavanja.
- Ugljik, s druge strane, ubrzava kristalizaciju, što znači da ga u jezgri ima znatno više nego što se mislilo.
“Prisutnost jednog ili više ovih elemenata može objasniti zašto je jezgra manje gusta od čistog željeza, što je ključni nalaz seizmologije”, izjavio je Andrew Walker, koautor studije i profesor na Oxfordu.
Koliko ugljika skriva jezgra?
Prema simulacijama, ako bi 3,8 % mase jezgre činilo ugljik, proces hlađenja mogao bi se odvijati na 266 °C ispod točke taljenja – upravo onako kako odgovara stvarnim promatranjima.
To je, prema autorima studije, “jedini poznati sastav koji može objasniti i nukleaciju i veličinu unutarnje jezgre kakvu danas vidimo”.
Drugim riječima, bez ugljika Zemlja možda ne bi imala unutarnju jezgru u sadašnjem obliku. To bi značilo i slabije magnetsko polje, a time i manju zaštitu od solarnih vjetrova i kozmičkog zračenja.
Nova slika planeta
Ovo otkriće mijenja način na koji razumijemo unutarnju dinamiku Zemlje. Iako se dugo vjerovalo da jezgru čini gotovo čisto željezo, sada je jasno da i lagani elementi poput ugljika imaju ključnu ulogu.
U širem smislu, ovo otvara i nova pitanja: ako je ugljik tako važan za stabilnost našeg planeta, može li se ista logika primijeniti i na druge planete? Ima li Mars, primjerice, manjak ugljika u svojoj jezgri, što bi moglo objasniti zašto je izgubio magnetsko polje?
