ذرات 4.5 بیلیون ساله خورشید در هسته و گوشته زمین نهفته‌اند!!
ذرات مشابهی در یک شهاب‌سنگ آهنی پیدا شده است.
در منظومه اولیه خورشیدی، ممکن است ذرات باد خورشیدی در فلزاتی گیر کرده باشند که در نهایت زمین را تشکیل داده‌اند. (اعتبار تصویر: Shutterstock)
یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که طی 4.5 بیلیون سال گذشته، ذرات انرژی خورشیدی اولیه در هسته زمین کمین کرده‌اند.
محققان با تجزیه و تحلیل ذرات باستانی درون یک شهاب‌سنگ آهنی که از یک سنگ فضایی که دارای هسته‌ای آهنی بود، درست مانند زمین این موضوع را کشف کردند که این شهاب‌سنگ را به عنوان نمونه خوبی برای قسمتهای داخلی سیاره ما ساخته است. محققان در این مطالعه نوشتند: این شهاب‌سنگ دارای “اضافات قابل توجه هلیوم خورشیدی و نئون” است که گازهای نجیب یا گازهای بی‌رنگ، بی‌بو، بی‌مزه و غیرقابل اشتعال است و گروه 18 جدول تناوبی را اشغال می‌کند.
تحقیقات گذشته قرار گرفتن در معرض باد خورشیدی – جریان پلاسما و ذرات بارداری را که از خورشید جاری می‌شوند – به هلیوم و نئون و نسبتهایی که در آنها ظاهر می‌شود، گره زده است. محققان گفتند: به احتمال زیاد هنگامی که سیارات منظومه شمسی هنوز در حال شکل‌گیری بودند، باد خورشیدی این شهاب‌سنگ را با ذرات گاز نجیب تابانده و سپس در فلزات شهاب‌سنگ قرار می‌گیرد. محققان در این مطالعه نوشتند: “هسته زمین ممکن است گازهای نجیب خورشیدی را در خود داشته باشد.”
در طی میلیون‌ها سال، این گازهای نجیب احتمالاً از هسته به گوشته زمین، لایه بین هسته و پوسته فوقانی انتقال یافته است.
این شهاب‌سنگ که در سال 1927 در شهرستان واشنگتن کلرادو کشف شد، در طبقه نادری از شهاب‌سنگهای آهنی “بدون گروه” قرار دارد که فقط 5٪ از شهاب‌سنگهای شناخته شده کشف شده روی زمین را تشکیل می‌دهند. بیشتر این شهاب‌سنگها تنها قطعات سیارکهای بزرگتر هستند که در طول 1 تا 2 میلیون سال اول منظومه شمسی هسته‌های فلزی تشکیل داده‌اند.
شهاب‌سنگ آهن واشنگتن بزرگتر از اکثر شهاب‌سنگهای کلاس خود است. در اصل، به نظر می‌رسید مانند یک دیسک فلزی است که قطر آن حدود 5.9 اینچ در 7.8 اینچ (15 در 20 سانتی‌متر) قطر و 2.3 اینچ (6 سانتی‌متر) ضخامت و وزن آن حدود 12.5 پوند است. (5.7 کیلوگرم)، مطابق گزارش سال 1928 در مجله American Mineralogist:
در دهه 1960، تحقیقات نشان داد که شهاب‌سنگ ایالت واشنگتن حاوی “مقدار قابل توجهی” از ایزوتوپهای غیرمعمول هلیوم و نئون است، تغییرات عناصری که تعداد هسته‌های مختلفی از نوترون دارند. در سال 1984، مطالعه دیگری نشان داد که این ایزوتوپ‌ها نسبت‌های مشابه با باد خورشیدی دارند.
جدول تناوبی
شش گاز نجیب (باکس‌های نارنجی روشن) در سمت راست و انتهایی جدول تناوبی قرار دارند. (اعتبار تصویر: آلفرد پاسیکا / کتابخانه عکس علمی)
برای مطالعه جدید، محققان فقط چند قطعه شهاب‌سنگ در ایالت واشنگتن را مطالعه کردند، از جمله یک سنگ به طول 1.1 سانتی‌متر (3 سانتی‌متر). این گروه از یک طیف‌سنج جرمی گاز نجیب برای اندازه‌گیری نسبت ایزوتوپهای گاز نجیب استفاده کردند. محققان تأیید کردند که نسبت‌های ایزوتوپی هلیوم و نئون برای کسانی که از باد خورشیدی استفاده می‌کنند، رایج است.
کشف اینکه کدام یک از گازهای نجیب موجود در شهاب‌سنگ از باد خورشیدی در مقابل منابع دیگر حاصل شده است، کار مشکلی است. به عنوان مثال، گازهای نجیب می‌توانند از جاهای دیگر کیهان سرچشمه بگیرند.
در این بیانیه مانفرد وگت، محقق فوق دکترا، پژوهشگر فوق‌دکترا در انستیتوی علوم زمین در دانشگاه هایدلبرگ آلمان، در بیانیه‌ای گفت: “اندازه‌گیری‌ها باید کاملاً دقیق باشد تا امواج خورشیدی از گازهای نجیب کیهانی غالب متمایز شود.”
به گفته این گروه، احتمالاً ذرات باد خورشیدی در منظومه شمسی اولیه در مواد پیش‌ساز به دام افتاده‌اند که در نهایت به سیارک تبدیل شده‌اند. سپس، این گازهای نجیب احتمالاً در فلز مایع حل شدند که بعداً به هسته فلز جامد سیارک تبدیل شد.
محققان گفتند: هسته آهن زمین احتمالاً هنگام تشکیل روند مشابهی را پشت سر گذاشته است. برای بررسی بیشتر این ایده، تیم با استفاده از ایزوتوپهای هلیوم و باد خورشیدی، از ایزوتوپهای نئون یافت شده در سنگهای آذرین ناشی از فوران آتشفشان در جزایر اقیانوسی، مانند هاوایی در اقیانوس آرام و رئونیون در اقیانوس هند استفاده کرد.
سنگهای مورد مطالعه آنها از نوع خاصی از آتشفشان ناشی شده‌اند که توسط ستونهایی در اعماق گوشته زمین تأمین می‌شوند. محققان گفتند که این توده‌ها دارای نسبت گازهای خورشیدی بالایی هستند که این امر آنها را از فعالیت‌های آتشفشانی گوشته کم عمق متفاوت می‌کند که در پشته کوه‌های میانی اقیانوس دیده می‌شود که نسبت گازهای خورشیدی کمی دارند.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
4.5 billion-year-old particles from the sun lurk in Earth’s core and mantle
By Laura Geggel
https://www.space.com/solar-noble-gas-in-earth-core