Az elmúlt napokban a magyar média nagy részén végigszáguldott a hír, miszerint szivárog a földmag, aminek a szakértők sem értik az okát. Egy friss kutatás eredményeiről van szó, amelyben a földmagból származó anyagokat elemeztek bizonyos kőzetekben, a "szivárgásra" több lehetséges okot is felsoroltak.
Ha valaminek a tudósok sem ismerik az okát, ráadásul olyan sejtelmes anyagról van szó, mint földünk olvadt magja, a laikust könnyen hatalmába keríti egy enyhébb világvégeérzés. Arról nem is beszélve, hogy a beszámolókat olvasva kívülállóként igen nehéz eldönteni, pontosan miről is van szó.
Ezért Dr. Timár Gábor geofizikust, az ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tanszékének tanszékvezető egyetemi docensét kértük, magyarázza el a jelenséget.
Életet adó áramlás
Hirtelen menjünk vissza az időben több mint 4,5 milliárd évet, amikor Földünk a Nap körül keringő anyagokból, eltérő méretű és összetételű szilárd anyagokból bolygóvá formálódott. Meteoritok vizsgálatából ma már tudjuk, hogy utóbbiak egy része főként vasból, míg a másik szilikátokból állt, anyaguk pedig immár a Föld nevű bolygó alkotóelemeként sűrűség szerint rendeződött.
Néhány százmillió év alatt kialakult a Föld vasat és néhány nehezebb elemet tartalmazó magja, körülötte pedig az inkább szilikátokból álló úgynevezett földköpeny, majd a hővesztés hatására lassan a legfelső, szilárd héj, a kőzetburok
- magyarázza a 24.hu-nak Timár Gábor.
Maga a mag két részből áll, a belső a nagyobb nyomás miatt szilárd, míg a külső rétege olvadt, folyékony, amelyben állandó az áramlás. Ez az áramlás tartja fenn egyébként a bolygót körülvevő mágneses mezőt, nélküle nem létezhetne a miénkhez hasonló élet a Föld felszínén a Napból és az űrből érkező, számunkra hosszú távon gyilkos sugárzás miatt. És egy hasonló, de a köpenyben kialakuló áramlásrendszer vezet el a "szivárgáshoz" is.
Fortyog a közepe
Közismert, hogy a vulkánokon keresztül a földköpeny olvadt anyaga kerül felszínre. A bazaltvulkánok, mint például az Etna, vagy az óceánközépi hátságok 60 ezer kilométer hosszú lánca pedig nagyobb vastartalmú anyagot juttat a felszínre. És emlékezzünk: a vas a bolygóképződéskor alulra, a magba került, mégis megtaláljuk így a felszínen is.
Érdekes kérdés, hogyan jut a majdnem kétszeres sűrűségű anyag felfelé, a köpenybe. A megoldás a már említett áramlások köpenyben, amit elképzelhetünk úgy is, mint amikor levest főzünk.
Ha a láng a fazék alját éri, a forró víz felfelé áramlik (középen bugyog), a felszínen lehűl és a lábos szélénél visszasüllyed. Amennyiben viszont az edény szélét éri a láng, az egész fordítva működik: a szélén emelkedik, és középen bukik le. Ez a hőmérséklet- és sűrűségkülönbségek hatására kialakuló úgynevezett konvekciós áramlás - mint a konvektorban: a meleg víz a kazántól távolodik, míg a hideg víz a kazánba áramlik.
Földünk esetében azért ez jóval lassabban működik, mint a leves vagy a konvektor esetén, az áramlás sebessége centiméter/év nagyságrendű, az elmúlt több mint 4,5 milliárd év nagyjából 25-30 konvekciós körre volt elég a földköpenyben.
Megvan a kiskapu
És most jön a lényeg. Bár mag és a köpeny határa elég élesen elválik egymástól, a hőmérséklet nem azonos ezen a határon:
Ahol köpeny-mag határ melegebb, onnan áramlik felfelé a köpeny anyaga, ugyanúgy, mint a leves példáján. A feláramlás pedig felkaphat valamennyit a mag sűrűbb, nehezebb anyagából is
- emeli ki a szakember.
A folyamat teljesen természetes, az átjárás megvan mind a mag és a köpeny, mind pedig a köpeny és a felszín között, így a legkevésbé sem rendkívüli hír, hogy a mag anyaga "szivárog". És valószínűleg nem is csak 2,5 milliárd éve, ahogy az új kutatás állítja, hanem onnantól kezdve, amikor bolygónk anyaga sűrűség szerint rendeződött.
Akkor mégis mire a felhajtás? A kutatók jól időzítették a publikációt, a nyári uborkaszezonban a sajtó mindent felkap, amit "jó címmel" el lehet adni.
Szigetel és fűt
Ha pedig földmag, végezetül egy érdekesség. Magától értetődőnek vesszük, hogy mélyen a talpunk alatt bolygónk fortyogó, olvadt anyagtömeg, de vajon miért? A pontos válaszon még a tudósok is törik a fejüket.
Kezdetben nyilvánvalóan az ütközések keltette energia keltette hőt, majd a felszín lassan kihűlt, megszilárdult. De még most, nagyjából 4,6 milliárd év elteltével is elég néhány tíz vagy pár száz kilométert a középpont felé haladni, hogy áttörjük a szilárd kőzetburkot és olvadt kőzetet találjunk, ami a Föld méreteit tekintve nem egy elképesztő mélység.
Ennek oka kettős: a kőzetburok, de maga a köpeny is annyira jó hőszigetelő, hogy nem engedi kihűlni az alattuk levő rétegeket, illetve a mélyben található radioaktiv anyagok bomlása is folyamatosan gondoskodik plusz hőről. A két tényező minden bizonnyal együtt járul hozzá a jelenlegi állapothoz, ám továbbra is kérdés, melyik milyen arányban?
Kiemelt kép: Nicolas Economou / NurPhoto
