(Yuri_Arcurs/E+/Getty Images) Die Erde entstand vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Seitdem kühlt es im Inneren langsam ab.
Während die Oberflächen- und Atmosphärentemperaturen im Laufe der Äonen schwanken (und ja, diese Außentemperaturen erwärmen sich derzeit), hat sich das geschmolzene Innere – das schlagende Herz unseres Planeten – die ganze Zeit über abgekühlt.
Das ist keine oberflächliche Metapher. Der rotierende Konvektionsdynamo tief im Inneren der Erde erzeugt ihr riesiges Magnetfeld, eine unsichtbare Struktur, von der Wissenschaftler glauben, dass sie unsere Welt schützt und das Gedeihen des Lebens ermöglicht. Darüber hinaus kommt es zur Mantelkonvektion, tektonische Aktivität und Vulkanismus sollen durch die Stabilisierung der globalen Temperaturen und des Kohlenstoffkreislaufs zur Erhaltung des Lebens beitragen.
Da sich das Erdinnere immer noch abkühlt und dies auch weiterhin tun wird, bedeutet dies, dass sich das Innere schließlich verfestigt und die geologische Aktivität aufhört, was die Erde möglicherweise in ein karges Gestein verwandeln wird Mars oder Quecksilber . Neue Untersuchungen haben ergeben, dass dies früher geschehen könnte als bisher angenommen.
Der Schlüssel könnte ein Mineral an der Grenze zwischen Erde und Erde sein äußerer Eisen-Nickel-Kern und die geschmolzene Flüssigkeit unterer Mantel über. Dieses Grenzmineral heißt Bridgmanit, und wie schnell es Wärme leitet, beeinflusst, wie schnell Wärme durch den Kern und in den Mantel sickert.
Die Bestimmung dieser Rate ist nicht so einfach wie das Testen der Leitfähigkeit von Bridgmanit unter atmosphärischen Umgebungsbedingungen. Die Wärmeleitfähigkeit kann je nach Druck und Temperatur variieren, die tief im Inneren unseres Planeten sehr unterschiedlich sind.
Um diese Schwierigkeit zu überwinden, bestrahlte ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung des Planetenforschers Motohiko Murakami von der ETH Zürich in der Schweiz einen einzelnen Bridgmanitkristall mit gepulsten Lasern und erhöhte gleichzeitig seine Temperatur auf 2.440 Kelvin und seinen Druck auf 80 Gigapascal, was in etwa dem entspricht, was wir wissen die Bedingungen im unteren Erdmantel – bis zu 2.630 Kelvin und 127 Gigapascal Druck.
„Mit diesem Messsystem konnten wir zeigen, dass die Wärmeleitfähigkeit von Bridgmanit etwa 1,5-mal höher ist als angenommen“, Sagte Murakami .
Das bedeutet wiederum, dass der Wärmefluss vom Kern zum Mantel höher ist als wir dachten – und dass daher die Abkühlungsrate im Erdinneren schneller ist als wir dachten.
Und der Prozess könnte sich beschleunigen. Wenn es abkühlt, verwandelt sich Bridgmanit in ein anderes Mineral namens Post-Perowskit , das noch wärmeleitfähiger ist und daher den Wärmeverlust vom Kern in den Mantel erhöhen würde.
„Unsere Ergebnisse könnten uns eine neue Perspektive auf die Entwicklung der Erddynamik eröffnen“, Sagte Murakami . „Sie deuten darauf hin, dass die Erde, wie auch die anderen Gesteinsplaneten Merkur und Mars, viel schneller abkühlt und inaktiv wird als erwartet.“
Wie viel schneller genau, ist unbekannt. Wir verstehen die Abkühlung eines ganzen Planeten nicht sehr gut. Der Mars kühlt etwas schneller ab, weil er deutlich kleiner als die Erde ist, aber es gibt noch andere Faktoren, die eine Rolle dabei spielen könnten, wie schnell das Planeteninnere abkühlt.
Beispielsweise kann der Zerfall radioaktiver Elemente Wärme erzeugen, genug, um die vulkanische Aktivität aufrechtzuerhalten . Solche Elemente sind eine der Hauptwärmequellen im Erdmantel, aber ihr Beitrag ist nicht gut verstanden .
„Wir wissen immer noch nicht genug über diese Art von Ereignissen, um ihren Zeitpunkt genau bestimmen zu können“, Sagte Murakami .
Allerdings wird es im menschlichen Maßstab wahrscheinlich kein schneller Prozess sein, so oder so. Tatsächlich ist es möglich, dass die Erde dies tut durch andere Mechanismen schon lange vorher unbewohnbar werden . Also wir könnte Nehmen Sie sich etwas Zeit, um weiter an dem Problem zu arbeiten und es herauszufinden.
Die Forschung des Teams wurde in veröffentlicht Briefe zur Erd- und Planetenwissenschaft .