Углерод очень важен для жизни в том виде, в какой мы её знаем, и играет жизненно важную роль во многих геологических процессах нашей планеты, не говоря уже о том влиянии, которое углерод, выделяемый в результате деятельности человека, оказывает на атмосферу и океаны планеты. Несмотря на это, общее количество углерода на Земле остается загадкой, потому что большая часть его остается недоступной в недрах планеты.
Новая работа, опубликованная на этой неделе в Слушаниях Национальной академии наук, показывает, как вел себя углерод в период формирования Земли. Полученные данные могут помочь ученым понять, сколько углерода, вероятно, существует в ядре планеты и какой вклад он может внести в происходящую там химическую и динамическую активность, в том числе в конвективное движение, питающее магнитное поле, которое защищает Землю от космического излучения.
Ядро Земли состоит в основном из железа и никеля, но его плотность указывает на присутствие других более легких элементов, таких как углерод, кремний, кислород, сера или водород. Давно подозревали, что там спрятан огромный резервуар углерода. Но чтобы попытаться дать количественную оценку, исследовательская группа использовала моделирование, чтобы понять, как оно попало в ядро.
Это было достигнуто лабораторными экспериментами, в которых сравнивалась совместимость углерода с силикатами, составляющими мантию, с совместимостью с железом, составляющим ядро, в условиях экстремальных давлений и температур, обнаруженных глубоко внутри Земли.
«Мы обнаружили, что в мантии осталось больше углерода, чем мы предполагали ранее», - объяснил Коттрелл. «Это означает, что ядро должно содержать значительное количество других более легких элементов, таких как кремний или кислород».
Несмотря на это удивительное открытие, большая часть общего запаса углерода на Земле, вероятно, существует в ядре.