Σπάνιοι κόκκοι μετάλλων από την Καλιφόρνια και το Όρεγκον, παρέχουν νέες ενδείξεις σχετικά με την προέλευση των νησιών της Χαβάης, αναζωπυρώνοντας παλαιότερες διαμάχες σχετικά με την εξέλιξη του γήϊνου πυρήνα. Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 19 Απριλίου, στην επιστημονική επιθεώρηση Science
Σπάνιοι κόκκοι μετάλλων από την Καλιφόρνια και το Όρεγκον, παρέχουν νέες ενδείξεις σχετικά με την προέλευση των νησιών της Χαβάης, αναζωπυρώνοντας παλαιότερες διαμάχες σχετικά με την εξέλιξη του γήϊνου πυρήνα. Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 19 Απριλίου, στην επιστημονική επιθεώρηση Science, ερευνητές από το Stanford και το πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης χρησιμοποίησαν μία ειδική τεχνολογία για να μετρήσουν τα δεκατριών χιλιοστών κομμάτια βράχου, που συλλέχθηκαν από πλάκες του ωκεάνειου φλοιού και του χαμηλότερου μανδύα που είχαν κινηθεί προς τα ανώτερα στρώματα, στο αμερικανική ηπειρωτική περιοχή των βουνών Klamath, στη βόρεια Καλιφόρνια και νοτιοδυτικό Όρεγκον.
Τα δείγματα παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους γεωλόγους επειδή περιλαμβάνουν μεγάλα ποσά του χημικού στοιχείου, όσμιο (Os). Το όσμιο, σπάνια βρίσκεται στην επιφάνεια, αφού θεωρείται ότι υπάρχει σε σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις στο γήινο πυρήνα, περίπου 1.700 μίλια κάτω από τον φλοιό. Ο πυρήνας βρίσκεται σε πολύ μεγάλο βάθος και δεν μπορεί να παρατηρηθεί άμεσα από τους επιστήμονες, έτσι η ανακάλυψη των βράχων που είναι γεμάτοι με όσμιο, προκαλεί μία σειρά από διαφωνίες σχετικά με το τι βρίσκεται από κάτω.
''Το όσμιο προτιμά το σίδηρο'', λέει ο Anders Meibom, βασικός συντάκτης της μελέτης του Στάνφορντ, που παρουσιάστηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Science. ''Γνωρίζουμε πως το όσμιο βρίσκεται στους μετεωρίτες σιδήρου", προσθέτει. Και συνεχίζει: ''Δεδομένου ότι στον γήινο πυρήνα υπάρχει μεγάλη ποσότητα σιδήρου, πιστεύουμε ότι το όσμιο έχει μια ισχυρή τάση να κινείται προς τον πυρήνα αντί να παραμένει στον περιβάλλοντα μανδύα, ο οποίος περιέχει μικρότερες ποσότητες σιδήρου''.
Μελέτες ηφαιστείων
Οι πιό πρόσφατες μελέτες της λάβας από τα ηφαίαστεια της Χαβάης και της Σιβηρίας αποκάλυψαν υψηλές συγκεντρώσεις δύο πολύ σπάνιων ισοτόπων του οσμίου: το 186 και το 187. Τα ισότοπα είναι άτομα του ίδιου στοιχείου που έχουν διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων στους πυρήνες τους. Οι επιστήμονες υποψιάζονται ότι τα δείγματα λάβας από τα παραπάνω ηφαίστεια, προέρχονται από περιοχές του μανδύα που τροφοδοτούν με καυτό μάγμα τα ηφαίστεια. Μερικοί ερευνητές υποστηρίζουν ότι αυτή η περιοχή του μανδύα, δημιουργείται ακριβώς 60 μίλια κάτω από τον φλοιό, ενώ άλλοι υποστηρίζουν ότι η πηγή είναι βαθύτερη, περίπου 1.700 μίλια – στο όριο πυρήνας-μανδύας. Για να λυθεί διαμάχη, ο έταιρος συντάκτης Robert Frei του πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, αποφάσισε να αναλύσει τα δείγματα βράχου από την Καλιφόρνια και το Όρεγκον. ''Είναι πολύ πιθανό, αυτά τα πλούσια σε όσμιο κομμάτια, να περιέχουν ενδείξεις για τη χημική σύσταση του ορίου πυρήνας-μανδύας''', λέει ο Meibom.
Ο στόχος των ερευνητών ήταν απλός: Πρώτα θα καθόριζαν τη σύσταση, σε ισότοπα 186 και 187 των βράχων [χρημοποιώντας δύο ειδικά όργανα τα: SHRIMP (Sensitive High Resolution Ion MicroProbe) και το N-TIMS (Negative-Thermal Ionization Mass Spectroscope)]. Κατόπιν θα σύγκριναν τα παραπάνω επίπεδα με τις γνωστές συγκεντρώσεις ισοτόπων στα δείγματα λάβας της Χαβάης και της Σιβηρίας. Εάν τα αποτελέσματα ήταν παρόμοια, θα ενισχυόταν η θεωρία ότι οι της Χαβάης και Σιβηρίας περιοχές από όπου εξέρχεται το μάγμα, δημιουργούνται στο όριο πυρήνας-μανδυών αντί για κοντά στην επιφάνεια.
Οι αναλύσεις από τα SHRIMP και N-TIMS, αποκάλυψαν ότι τα επίπεδα ισοτόπων οσμίου των βράχων από Καλιφόρνια-Όρεγκον, είναι εντυπωσιακά παρόμοια με εκείνου στα δείγματα λάβας από τη Χαβάη και τη Σιβηρία. Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι όλα τα δείγματα προήλθαν από την περιοχή εξαγωγής του μάγματος, που βρίσκεται στο όριο πυρήνας-μανδύας. Σύμφωνα με τους ερευνητές, ''όλες αυτές οι περιοχές - από τη Χαβάη στη μέση του Ειρηνικού εώς την Ασία και τη Βόρεια Αμερική – εμφανίζουν συνολικά παρόμοια σύσταση σε ισότοπα του οσμίου. Επομένως, ίσως πρόκειται για μια υπογραφή του γήινου πυρήνα''.
Άλλοι ερευνητές, μεταξύ αυτών και οι Meibom και Frei ήταν πιό προσεκτικοί, σημειώνοντας ότι οι δεξαμενές των ισοτόπων του οσμίου θα μπορούσαν να υπάρχουν σε ανώτερα στρώματα του μανδύα. Τα συμπεράσματά τους αναζωπύρωσαν επιπλέον, μία από καιρό υφιστάμενη διαφωνία μεταξύ των γεωχημικών, που θεωρούν ότι τα σπάνια ισότοπα του οσμίου, πρέπει να εντοπίζονται στον υγρό εξωτερικό πυρήνα δεδομένου ότι ο στερεός εσωτερικός πυρήνας διαμορθώθηκε όταν η ηλικία της Γης ήταν μικρότερη από 100 εκατομμύρια χρόνιαν, και των γεωφυσικών, οι οποίοι υποστηρίζουν ότι ο εσωτερικός πυρήνας δημιουργήθηκε πολύ αργότερα.
