Százmillió éves anyagkörforgás lehet a Föld magjában

Egy új hipotézis szerint a Föld belső, szilárd magja nem változatlan, hanem bizonyos időszak alatt anyaga megújul. A belső mag felső határánál feltételezhető ugyanis egy réteg, amely periodikusan megolvad, majd újrakristályosodik.

A megolvadási és újrakristályosodási folyamat valószínűleg körbehalad (nyugatról keleti irányban). A keletkezett olvadék a benne található könnyű elemeknek köszönhetően kifelé, a folyékony külső magba áramlik, elektromágneses mezőket gerjesztve. A 2900 kilométer mélységben kezdődő folyékony külső magban (maghéjban) végbemenő hatalmas anyagáramlások alakítják ki a Föld mágneses terét.

Thierry Alboussiere és kollégái vizsgálataik alapján arra következtettek, hogy az olvadás frontvonala körbehalad a belső mag és a külső mag határán, ahol ezáltal egy igen sűrű, folyadékszerű (kb. 250 kilométer vastagságú) réteg alakul ki, a mag ellentétes oldalán azonban már elkezdődik a kristályosodás. Számításaik szerint a periódus mintegy 100 millió évig tart. A kutatócsapat elmélete magyarázatot kínál a belső földmag különös, kelet-nyugat irányú aszimmetriájára - olvasható a legújabb Nature-ben.

A Föld belső szerkezete

A Föld belső szerkezetére és összetételére a földrengéshullámok terjedése (illetve ezzel párhuzamosítva a meteoritok vizsgálata) alapján lehet következtetni. A rengéshullámok terjedési sebességét ugyanis befolyásolja, hogy milyen sűrű közegen haladnak át. A hullámok terjedése sűrűbb közegben felgyorsul.

A földrengéshullámok két fő csoportba oszthatók. Azokat, amelyek a Föld belsején is képesek keresztülhatolni, térhullámoknak, míg azokat, amelyek csak a Föld felszíne mentén tudnak terjedni, felületi hullámoknak nevezzük.

A térhullámoknak két fajtája van: longitudinális (primer) és transzverzális (secunder) hullámok. A transzverzális hullámok csak szilárd közegben terjednek, folyadékban elnyelődnek. A longitudinális hullámok folyadékban is terjednek, ám lelassulnak.

A földrengéskor keletkező hullámok sebességének mérése alapján a Föld belseje eltérő halmazállapotú és sűrűségű övekre oszlik. Három fő réteg különíthető el: a kéreg (a felszíntől átlagosan 35-40 kilométer mélységig, amely az óceánok alatt 8-11, a kontinensek alatt akár 70 kilométer is lehet), a köpeny (a kéreg alsó határától 2900 kilométer mélységig) és a mag (2900 kilométer mélységtől a Föld középpontjáig terjed). A köpeny továbbosztható alsó és felső köpenyre, ezen belül a felső köpenyben elkülöníthető a képlékeny asztenoszféra, amely felett pedig a felső köpeny felső szilárd része húzódik. A mag egy szilárd belső, és egy külső folyékony halmazállapotú övre különíthető.