โดย แบรนดอน Specktor บาคาร่า เผยแพร่ 10 กุมภาพันธ์ 2018แกนกลางภายในที่มั่นคงของโลกก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณหนึ่งพันล้านปีก่อน นักวิจัยเริ่มเข้าใกล้การค้นหาว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร (เครดิตภาพ: Shutterstock)วันหนึ่งเมื่อประมาณหนึ่งพันล้านปีก่อนแกนกลางภายในของโลกมีการเติบโตอย่างรวดเร็ว ลูกบอลโลหะเหลวหลอมเหลวที่ศูนย์กลางของโลกของเราตกผลึกอย่างรวดเร็วเนื่องจากอุณหภูมิที่ลดลงเติบโตอย่างต่อเนื่องออกไปด้านนอกจนกระทั่งถึงเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 760 ไมล์ (1,220 กิโลเมตร) ที่คิดว่าจะขยายออกไปในวันนี้
นั่นคือเรื่องราวดั้งเดิมของการสร้างแกนกลางภายในอยู่แล้ว แต่ตามบทความใหม่ที่ตีพิมพ์ออนไลน์
ในสัปดาห์นี้ในวารสาร Earth and Planetary Science Letters เรื่องราวนั้นเป็นไปไม่ได้ในเอกสารนักวิจัยแย้งว่าแบบจําลองมาตรฐานของการก่อตัวของแกนกลางของโลกนั้นขาดรายละเอียดที่สําคัญเกี่ยวกับวิธีที่โลหะตกผลึก: อุณหภูมิที่ลดลงอย่างมากและจําเป็นซึ่งจะเป็นเรื่องยากมากที่จะบรรลุที่ความดันแกนกลาง [6 นิมิตของแกนกลางของโลก]นักวิจัยกล่าวว่าเมื่อคุณพิจารณารายละเอียดที่ขาดหายไปนี้วิทยาศาสตร์ดูเหมือนจะแนะนําว่าแกนกลางภายในของโลกไม่ควรมีอยู่จริงเลย
ความขัดแย้งที่ศูนย์กลางของโลกของเรา”ทุกคนรวมถึงตัวเราเองดูเหมือนจะหายไปจากปัญหาใหญ่นี้” Steven Hauck ผู้เขียนการศึกษาศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์โลกสิ่งแวดล้อมและดาวเคราะห์ที่มหาวิทยาลัย Case Western Reserve ในโอไฮโอกล่าวในแถลงการณ์ กล่าวคือพวกเขาหายไป “โลหะจะไม่เริ่มตกผลึกทันทีเว้นแต่จะมีบางสิ่งที่ช่วยลดอุปสรรคด้านพลังงานได้มาก”
ในทางเคมีพลังงานพิเศษนี้เรียกว่าอุปสรรคนิวเคลียส: จุดที่สารประกอบเปลี่ยนเฟสอุณหพลศาสตร์อย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างเช่นน้ําเหลวแข็งตัวเป็นของแข็งที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์ที่คุ้นเคย (0 องศาเซลเซียส) หากคุณเคยทําก้อนน้ําแข็งที่บ้านคุณจะรู้ว่าแม้แต่น้ําที่เก็บไว้ที่จุดเยือกแข็งก็อาจใช้เวลาหลายชั่วโมงในการตกผลึกอย่างเต็มที่ เพื่อเร่งกระบวนการคุณต้องให้น้ําสัมผัสกับ อุณหภูมิที่เย็นกว่ามาก (เปิดในแท็บใหม่) (สิ่งนี้เรียกว่า “supercooling”) หรือสัมผัสกับน้ําแข็งที่เป็นของแข็งอยู่แล้วเพื่อลดอุปสรรคนิวเคลียสลดปริมาณการระบายความร้อนที่ต้องการ
นักวิจัยกล่าวว่า Supercooling ทําได้อย่างง่ายดายสําหรับก้อนน้ําแข็งก้อนเดียว แต่สําหรับแกนกลางภายในขนาดมหึมาของโลกสิ่งต่าง ๆ จะยุ่งยากขึ้นเล็กน้อยนักวิจัยกล่าว
”ที่ความดันของแกนกลาง มันจะต้องทําให้เคลวินเย็นลง 1,000 องศา [1,000 องศาเซลเซียส หรือ 1,800 องศาฟาเรนไฮต์] หรือมากกว่านั้นต่ํากว่าอุณหภูมิหลอมเหลวเพื่อตกผลึกตามธรรมชาติจากของเหลวบริสุทธิ์” Hauck “และนั่นเป็นการระบายความร้อนจํานวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากในขณะนี้ชุมชนวิทยาศาสตร์คิดว่าโลกเย็นลงอาจจะประมาณ 100 องศา K ต่อพันล้านปี”
ตามแบบจําลองนี้ “แกนกลางภายในไม่ควรมีอยู่เลยเพราะมันไม่สามารถถูก supercooled ได้ในระดับนั้น
” จิม แวน ออร์แมน ผู้เขียนการศึกษาซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์โลก สิ่งแวดล้อม และดาวเคราะห์ที่ Case Western บอกกับ Live Science เขากล่าวว่าอุปสรรคนิวเคลียสของแกนกลางด้านในที่หลอมเหลวต้องลดลงด้วยวิธีอื่น – แต่อย่างไร? แก่นแท้ของปัญหาในบทความของพวกเขานักวิจัยเสนอความเป็นไปได้อย่างหนึ่ง: บางทีนักเก็ตขนาดใหญ่ของโลหะผสมแข็งหล่นจากเสื้อคลุมและพุ่งเข้าไปในแกนของเหลว เช่นเดียวกับก้อนน้ําแข็งที่ตกลงไปในแก้วน้ําเยือกแข็งอย่างช้าๆ โลหะก้อนแข็งนี้อาจลดกําแพงนิวเคลียสของแกนกลางลงได้มากพอที่จะเริ่มการตกผลึกอย่างรวดเร็ว
มีข้อแม้ใหญ่แม้ว่า: มันจะต้องเป็นก้อนใหญ่อย่างแท้จริงของโลหะในการทํางาน”เพื่อที่จะปล่อยลงสู่แกนกลางแล้วทําให้มันลงไปที่ศูนย์กลางของโลกโดยไม่ละลาย หยดน้ํานี้จะต้องอยู่ในลําดับรัศมีประมาณ 10 กม. [6.2 ไมล์] ” Van Orman กล่าว นั่นหมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณความยาวของเกาะแมนฮัตตัน
นักวิจัย Case Western กล่าวว่าแม้ว่าพวกเขาจะชอบคําอธิบายใหม่นี้มากกว่าแบบจําลองทั่วไป แต่พวกเขาก็กระตือรือร้นที่สมาชิกของชุมชนวิทยาศาสตร์จะชั่งน้ําหนักกับทฤษฎีของตนเอง”เราได้พูดคุยเกี่ยวกับสิ่งที่ความคิดไม่น่าเชื่อและเราได้แนะนําแนวคิดที่อาจเป็นไปได้” Hauck “หากเกิดขึ้นแบบนั้น อาจเป็นไปได้ว่าลายเซ็นบางอย่างของเหตุการณ์นั้นอาจตรวจพบได้จากการศึกษาแผ่นดินไหว การศึกษาส่วนศูนย์กลางสุดของโลกเป็นเรื่องที่ยากที่สุดในการเข้าถึงด้วยคลื่นเหล่านี้ดังนั้นจึงต้องใช้เวลา”
หวังว่าเราจะสามารถตั้งตารอคําตอบได้ภายในพันล้านปีข้างหน้า
เผยแพร่ครั้งแรกใน วิทยาศาสตร์สด. บาคาร่า
