Większość ziemskiego węgla może skrywać się w jądrze naszej planety

Jądro Ziemi może być największym zbiornikiem węgla na naszej planecie. Szacuje się, że zawiera on od 93 do 95 procent całego ziemskiego węgla. To, ile węgla znajduje się w zewnętrznym jądrze Ziemi jest nie bez znaczenia. Uczeni wierzą, iż szacunki na ten temat mogą pomóc w rozwiązaniu zagadki związanej z gęstością jądra naszej planety.

Tajemnica jądra Ziemi

„Zrozumienie składu jądra Ziemi jest jednym z podstawowych problemów w naukach o Ziemi.”, powiedział jeden z autorów najnowszej pracy poświęconej tematowi węgla w jądrze planety, Mainak Mookherjee z Uniwersytetu Stanowego Florydy. „Wiemy, że jądro planety składa się głównie z żelaza, ale gęstość żelaza jest wyższa niż gęstość jądra.”

Badacze uważają, że w jądrze Ziemi poza żelazem muszą znajdować się lżejsze pierwiastki, takie jak właśnie węgiel. Ich obecność tłumaczy, dlaczego jądro planety charakteryzuje się taką, a nie inną gęstością.

Rzecz jasna, naukowcy nie po raz pierwszy podjęli się próby określenia ilości węgla znajdującego się w zewnętrznym jądrze Ziemi. Najnowsze badanie jest jednak pierwszym, w ramach którego udoskonalono szacunki dotyczące węgla, uwzględniając obecność w jądrze innych lekkich pierwiastków, takich jak tlen, siarka, krzem, wodór i azot.

Wejrzeć do wnętrza Ziemi

Badanie jądra Ziemi to niełatwe zadanie. W końcu, jądro zaczyna się jakieś 6400 kilometrów pod naszymi stopami. Póki co technologia nie pozwala dokonywać w jego obrębie bezpośrednich pomiarów. W tej chwili jego skład chemiczny można analizować jedynie w oparciu o badania rozchodzenia się fal sejsmicznych powstałych przy trzęsieniach ziemi oraz w oparciu o modele komputerowe.

W ramach najnowszego badania naukowcy porównali prędkość fal sejsmicznych przemieszczających się przez Ziemię z modelami komputerowymi symulującymi w jądrze obecność różnych ilości żelaza, węgla i innych lekkich pierwiastków. W ten sposób próbowano znaleźć najlepsze dopasowanie, wskazujące na faktyczny skład zewnętrznego jądra planety.

„Kiedy prędkość fal dźwiękowych w naszych symulacjach odpowiadała obserwowanej prędkości fal dźwiękowych przemieszczających się przez Ziemię, wiedzieliśmy, że symulacje pasują do rzeczywistego składu chemicznego jądra zewnętrznego.”, powiedział kolejny z autorów pracy, Suraj Bajgain z Uniwersytetu Stanowego Florydy.

Jądro skarbcem węgla

Najnowsze badanie zawęziło zakres szacowanej zawartości węgla w całej Ziemi. Wynosi on teraz od 990 części na milion do ponad 6400 części na milion. Naukowcy sugerują, że od 93% do 95% tego węgla znajduje się w jądrze planety (wewnętrznym i zewnętrznym), co czyni go znaczącym zbiornikiem węgla.

Jądro Ziemi zawiera zdecydowaną większość węgla obecnego na naszej planecie. | Źródło: FSU/Suraj Bajgain

To, jak gigantyczne ilości węgla znajdują się w jądrze Ziemi badacze pokazali na przykładzie zewnętrznego, płynnego jądra. Węgiel stanowi od 0,3 do 3 procent jego zawartości. Mogłoby się wydawać, że to niewiele, ale jeśli weźmiemy pod uwagę rozmiar zewnętrznego jądra (grubość na poziomie około 2080 kilometrów), otrzymamy kolosalną ilość węgla – o masie wynoszącej od 5,5 do 36,8 jottagramów (1 jottagram to 1024 grama).

Autorzy pracy opublikowanej w czasopiśmie Communications Earth and Environment uważają, że dojście do tego, ile węgla istnieje na Ziemi, może pomóc w zrozumieniu składu nie tylko naszej planety, ale również planet skalistych w innych częściach Wszechświata. Czas pokaże, czy mają rację.

Źródło: Uniwersytet Stanowy Florydy, fot. tyt. Canva