Các tinh thể Magnesiowustite mất khả năng truyền hồng ngoại khi bị nghiền nát. Nhấn vào đây để phóng to
Các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Địa vật lý của Viện Carnegie đã phát hiện ra rằng một số khoáng chất nhất định ngừng dẫn ánh sáng hồng ngoại khi chúng ở gần lõi Trái đất. Mặc dù chúng truyền ánh sáng hồng ngoại hoàn toàn tốt trên bề mặt, nhưng chúng thực sự hấp thụ nó khi bị nghiền nát bởi áp lực cực mạnh gần lõi Trái đất. Khám phá này sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về dòng nhiệt trong nội địa Trái đất, cũng như giúp phát triển các mô hình mới về sự hình thành và tiến hóa của hành tinh.
Theo một nghiên cứu mới của Phòng thí nghiệm địa vật lý Carnegie Instunity, Viện Khoáng sản bị vỡ vụn bởi áp lực cực mạnh gần lõi Trái đất mất rất nhiều khả năng dẫn ánh sáng hồng ngoại. Do ánh sáng hồng ngoại góp phần vào dòng nhiệt, kết quả thách thức một số quan niệm lâu đời về sự truyền nhiệt ở lớp phủ dưới, lớp đá nóng chảy bao quanh lõi rắn Earth. Công trình có thể hỗ trợ nghiên cứu các lớp phủ - các cột lớn magma nóng hổi được cho là tạo ra các đặc điểm như Quần đảo Hawaii và Iceland.
Các tinh thể magnesiowustite, một khoáng chất phổ biến trong lòng Trái đất, có thể truyền ánh sáng hồng ngoại ở áp suất khí quyển bình thường. Nhưng khi bị đè bẹp tới hơn nửa triệu lần áp suất ở mực nước biển, những tinh thể này thay vào đó hấp thụ ánh sáng hồng ngoại, gây cản trở dòng nhiệt. Nghiên cứu sẽ xuất hiện trong số ra ngày 26 tháng 5 năm 2006 của tạp chí Khoa học.
Các nhân viên của Carnegie, Alexander Goncharov và Viktor Struzhkin, cùng với đồng nghiệp sau tiến sĩ Steven Jacobsen, đã ép các tinh thể magnesiowustite bằng cách sử dụng một tế bào đe kim cương - một buồng được gắn bởi hai viên kim cương siêu cứng có khả năng tạo ra áp lực đáng kinh ngạc. Sau đó, họ chiếu ánh sáng cực mạnh qua các tinh thể và đo các bước sóng ánh sáng đi qua. Trước sự ngạc nhiên của họ, các tinh thể nén đã hấp thụ phần lớn ánh sáng trong phạm vi hồng ngoại, cho thấy magnesiowustite là một chất dẫn nhiệt kém ở áp suất cao.
Dòng chảy nhiệt trong Trái đất sâu bên trong đóng vai trò quan trọng trong sự năng động, cấu trúc và sự tiến hóa của hành tinh, theo Gon Goncharov. Có ba cơ chế chính mà nhiệt có khả năng lưu thông trong Trái đất sâu: dẫn nhiệt, truyền nhiệt từ vật liệu hoặc khu vực này sang vật liệu khác; bức xạ, dòng năng lượng thông qua ánh sáng hồng ngoại; và đối lưu, sự chuyển động của vật liệu nóng. Số lượng tương đối của dòng nhiệt từ ba cơ chế này hiện đang được tranh luận gay gắt, ông Gon Goncharov nói thêm.
Magnesiowustite là khoáng chất phổ biến thứ hai trong lớp phủ dưới. Vì nó không truyền nhiệt tốt ở áp suất cao, khoáng chất thực sự có thể tạo thành các mảng cách điện xung quanh phần lớn lõi Trái đất. Nếu đó là trường hợp, bức xạ có thể không đóng góp vào dòng nhiệt tổng thể trong các khu vực này, và dẫn và đối lưu có thể đóng một vai trò lớn hơn trong việc thoát nhiệt từ lõi.
Vẫn còn quá sớm để nói chính xác phát hiện này sẽ ảnh hưởng như thế nào đến địa vật lý sâu thẳm trái đất, ông Gon Goncharov nói. Tuy nhiên, rất nhiều những gì chúng ta giả định về Trái đất sâu phụ thuộc vào các mô hình truyền nhiệt của chúng ta, và nghiên cứu này đặt ra rất nhiều vấn đề.
Nguồn gốc: Viện Carnegie
