Jordens smälta kärna kan läcka järn, enligt forskare vid UC Davis och Aarhus Universitet, Danmark. Den nya studien tyder på att tyngre järnisotoper migrerar mot lägre temperaturer - och in i manteln - medan lättare järnisotoper cirkulerar tillbaka ner i kärnan. Denna effekt kan göra att kärnmaterial som infiltrerar den nedersta manteln anrikas i tunga järnisotoper. Kredit:L. O'Dwyer Brown, Århus universitet
Jordens smälta kärna kan läcka järn, enligt forskare som analyserat hur järn beter sig inuti vår planet.
Gränsen mellan den flytande järnkärnan och den steniga manteln ligger ungefär 1, 800 miles (2, 900 km) under jordens yta. Vid denna övergång, temperaturen sjunker med mer än tusen grader från den varmare kärnan till den kallare manteln.
Den nya studien tyder på att tyngre järnisotoper migrerar mot lägre temperaturer - och in i manteln - medan lättare järnisotoper cirkulerar tillbaka ner i kärnan. (Isotoper av samma grundämne har olika antal neutroner, ger dem något olika massor.) Denna effekt kan göra att kärnmaterial som infiltrerar den nedersta manteln anrikas på tunga järnisotoper.
"Om det stämmer, detta kommer att förbättra vår förståelse av interaktion mellan kärna och mantel, sade Charles Lesher, huvud författare, professor emeritus i geologi vid UC Davis och professor i jordsystempetrologi vid Aarhus Universitet i Danmark.
Att förstå de fysiska processerna som verkar vid gränsen mellan kärnan och manteln är viktigt för att tolka seismiska bilder av den djupa manteln, samt modellering av omfattningen av kemisk och termisk överföring mellan den djupa jorden och vår planets yta, sa Lesher.
Lesher och hans kollegor analyserade hur järnisotoper rör sig mellan områden med olika temperaturer under experiment som utfördes under hög temperatur och högt tryck. Deras fynd kan förklara varför det finns fler tunga järnisotoper i mantelbergarter än i kondritmeteoriter, urmaterialet från det tidiga solsystemet, sa Lesher.
"Om sant, resultaten tyder på att järn från kärnan har läckt in i manteln i miljarder år, " han sa.
Datorsimuleringar utförda av forskargruppen visar att detta kärnmaterial till och med kan nå ytan, blandas med och transporteras med heta, uppväxande mantelplymer. Vissa lavor som utbröt vid oceaniska hot spots som Samoa och Hawaii är berikade med tunga järnisotoper, som Lesher och teamet föreslår kan vara en signatur för en läckande kärna.
Studien publicerades den 6 april i tidskriften Naturgeovetenskap .
