Mokslas ir IT

2019.12.13 16:38

Kelionė į Žemės centrą: kur formuojasi deimantai ir kas mums ten nutiktų

Tautvydas Lukaševičius, LRT.lt2019.12.13 16:38

Daugiau žmonių yra pabuvoję Mėnulyje nei giliausiose Žemės vandenynų vietose. Žmonės apiplaukė visą Žemės rutulį, užkariavo Everestą, tačiau kelionėmis į pačią planetos šerdį kol kas pasigirti negalime. Kodėl? 

Giliausios mūsų iškastos skylės gylis – vos 0,2 proc. viso atstumo nuo paviršiaus iki Žemės branduolio. Tiesa, mokslininkai jau žino gana daug apie tai, kas vyksta planetos gelmėse. Pavyzdžiui, aišku, kad planetą sudaro keletas sluoksnių, pasižyminčių unikalia sandara ir ypatybėmis.

Taip pat žinome, kad arčiau Žemės centro yra aukštesnė temperatūra, didesnis slėgis. Šios žinios leido iš arčiau pažvelgti, kokie biologiniai ir cheminiai procesai gali (ar negali) vykti planetos gelmėse.

Kaip žinome, kas vyksta Žemės viduje?

Pirmasis žingsnis, norint geriau pažinti planetą, nustatyti jos masę. Tai buvo padaryta stebint planetos gravitacijos poveikį paviršiuje esantiems objektams. Visos Žemės vidutinis tankis yra daug didesnis už paviršiuje esančių objektų tankį, todėl padaryta išvada, kad didžioji planetos masės dalis turėtų būti jos branduolyje.

O štai mėgindami išsiaiškinti, iš ko šis branduolys sudarytas, mokslininkai turėjo tyrinėti ir likusią visatą. Geležis yra vienas iš labiausiai mūsų galaktikoje paplitusių elementų, tačiau Žemės paviršiuje jis gana retas. Teigta, kad didžioji dalis geležies per daugybę amžių turėjo pamažu nuslinkti gilyn.

Nustatyti branduolio dydį padėjo ir žemės drebėjimai. Šie gamtos reiškiniai per planetą siunčia smūgines bangas, kurias analizuodami mokslininkai sugebėjo išsiaiškinti, koks yra branduolio dydis ir kokios medžiagos jį sudaro.

Gyvybė 19,3 km po mumis

Giliai po žemės paviršiumi esančiose uolienose yra daug anglies, kuri siejama su metaną išskiriančiais mikrobais. Manoma, kad būtent jie yra giliausiai egzistuojanti gyvybė, kurią galime aptikti beveik 20 km gylyje.

Marianų lovys – tai Ramiajame vandenyne esanti įduba, kurioje yra giliausia Žemės vieta (Čalendžerio gelmė), taip pat giliausia vieta, kurioje yra apsilankęs žmogus.

Marianų įdubos dugne gyvena holoturijos (jūrų agurkai) ir foraminiferai – vienaląsčiai organizmai, kurie, manoma, labai primena pačias pirmąsias gyvybės formas. Tai giliausiai išliekantys gyviai, kuriuos žmonėms yra pavykę stebėti. Jų buveinės dažniausiai yra apie 11 km gylyje.

Besiformuojantys deimantai ir sutraiškantis slėgis

Kaip atrodytų kelionė į Žemės centrą? Ar ji nors kiek primintų filmuose rodomas scenas? Pasirodo, jau pasiekus 20 km gylį, baltymai (pagrindinė mums suvokiamos gyvybės statybinė medžiaga) darosi nestabilūs.

Nusileidus dar žemiau ir pasiekus 30 km gylį, milžiniškas slėgis lemia sudėtingų molekulių, iš kurių sudarytos ląstelės, skaidymąsi.

150 km gylyje formuojasi deimantai, nes 1200 °C karščio kaitinamas ir didžiulio slėgio veikiamas anglies dioksidas yra stumiamas paviršiaus link, kur atvėsęs tampa deimantu.

Pasiekus išorinį branduolį beveik 3 tūkst. km gylyje, geležies ir nikelio sluoksnyje atmosferos slėgis yra toks, kokį sukeltų maždaug 17 tūkst. 800 dramblių, stovinčių žmogui ant galvos.

4 tūkst. km gylyje vandenilis gali tapti kietuoju metalu. Nors tai nėra įrodyta, tačiau manoma, kad veikiamas itin didelio slėgio, vandenilis galėtų tapti metaliniu vandeniliu – superlaidžia medžiaga, kuri gali elektrą perduoti be jokio pasipriešinimo.

Įveikus daugiau kaip 4100 km žemyn, pasiektume vidinį branduolį. Šis Žemės branduolio sluoksnis yra sudarytas iš kietojo geležies ir nikelio. Čia temperatūra gali siekti 6 tūkst. °C.

Žemės centre, 6370 m gylyje gravitacija mus trauktų vienodai visomis kryptimis, todėl jaustumėmės besvoriai. Tiesa, tuo pasimėgauti negalėtumėte – maždaug 3 milijonus kartų didesnis slėgis nei paviršiuje mus tiesiog sutraiškytų.