I cristalli di magnesiowustite perdono la capacità di trasmissione a infrarossi quando vengono schiacciati. clicca per ingrandire
I ricercatori del laboratorio geofisico della Carnegie Institution hanno scoperto che alcuni minerali smettono di condurre la luce a infrarossi mentre si avvicinano al nucleo della Terra. Anche se trasmettono perfettamente la luce infrarossa sulla superficie, la assorbono effettivamente quando vengono schiacciati dalle intense pressioni vicino al nucleo terrestre. Questa scoperta aiuterà gli scienziati a comprendere meglio il flusso di calore all'interno della Terra, oltre a contribuire a sviluppare nuovi modelli di formazione ed evoluzione planetaria.
I minerali sgretolati dall'intensa pressione vicino al nucleo della Terra perdono gran parte della loro capacità di condurre la luce infrarossa, secondo un nuovo studio del Laboratorio geofisico della Carnegie Institution. Poiché la luce infrarossa contribuisce al flusso di calore, il risultato sfida alcune nozioni di lunga data sul trasferimento di calore nel mantello inferiore, lo strato di roccia fusa che circonda il nucleo solido della Terra. Il lavoro potrebbe aiutare lo studio di pennacchi di mantello: grandi colonne di magma caldo che si ritiene producano elementi come le Isole Hawaii e l'Islanda.
I cristalli di magnesiowustite, un minerale comune all'interno della Terra profonda, possono trasmettere luce infrarossa a normali pressioni atmosferiche. Ma quando schiacciati a oltre mezzo milione di volte la pressione a livello del mare, questi cristalli assorbono invece la luce infrarossa, che ostacola il flusso di calore. La ricerca apparirà nel numero del 26 maggio 2006 della rivista Science.
I membri dello staff della Carnegie Alexander Goncharov e Viktor Struzhkin, con il collega post-dottorato Steven Jacobsen, hanno pressato cristalli di magnesiowustite usando una cella di incudine di diamante, una camera legata da due diamanti superhard in grado di generare una pressione incredibile. Hanno poi brillato di luce intensa attraverso i cristalli e misurato le lunghezze d'onda della luce che l'ha attraversato. Con loro sorpresa, i cristalli compressi assorbirono gran parte della luce nella gamma degli infrarossi, suggerendo che la magnesiowustite è un cattivo conduttore di calore ad alte pressioni.
"Il flusso di calore nel profondo interno della Terra gioca un ruolo importante nella dinamica, nella struttura e nell'evoluzione del pianeta", ha affermato Goncharov. Esistono tre meccanismi principali con cui è probabile che il calore circoli nella Terra profonda: conduzione, trasferimento di calore da un materiale o area ad un altro; radiazione, il flusso di energia attraverso la luce infrarossa; e convezione, il movimento di materiale caldo. "La quantità relativa di flusso di calore da questi tre meccanismi è attualmente in fase di intenso dibattito", ha aggiunto Goncharov.
La magnesiowustite è il secondo minerale più comune nel mantello inferiore. Dal momento che non trasmette bene il calore ad alte pressioni, il minerale potrebbe effettivamente formare macchie isolanti attorno a gran parte del nucleo terrestre. In tal caso, le radiazioni potrebbero non contribuire al flusso di calore complessivo in queste aree e la conduzione e la convezione potrebbero svolgere un ruolo maggiore nello scarico del calore dal nucleo.
"È ancora troppo presto per dire esattamente come questa scoperta influenzerà la geofisica della Terra Profonda", ha detto Goncharov. "Ma gran parte di ciò che assumiamo sulla Terra profonda si basa sui nostri modelli di trasferimento di calore, e questo studio mette in discussione gran parte di ciò".
Fonte originale: Carnegie Institution
