Novo delo ruskih in kitajskih kemikov o lastnostih kemičnih elementov pod visokim pritiskom lahko korenito spremeni razumevanje geokemije in strukture zemeljske notranjosti. O tem je spregovoril profesor Skoltecha Artem Oganov, avtor članka, objavljenega v Proceedings of the National Academy of Sciences.

»V našem najnovejšem delu smo določili spremembo elektronegativnosti pod pritiskom za vse elemente, kar bo pomagalo odgovoriti na številne skrivnosti geokemije. V zemeljski skorji je nenavadno veliko elementov, nekaterih pa je nenormalno malo. Na primer, ni jasno, kje na Zemlji najdemo silicij. Silicija je v plašču manj, kot bi moralo biti po prejšnjih izračunih. Mnogi znanstveniki domnevajo, da je ta silicij lahko skrit v ogromnih količinah v jedru,« je pojasnil Oganov.

Elektronegativnost je ključna lastnost atoma – nižji kot je, bolj se atom voljno odreče elektronu in višji kot je, lažje ga sprejme. Navsezadnje, bolj ko se elektronegativnost dveh atomov razlikuje, bolj aktivno potekajo kemične reakcije med njima. Element z najvišjo elektronegativnostjo je oksidant fluor, element z najmanjšo elektronegativnostjo pa najmočnejši reducir cezij. "Pogosto pod ekstremnim pritiskom se elektronegativnost elementov zelo dramatično spremeni, včasih pa to vodi do drastičnih praktičnih posledic," je dejal znanstvenik.

Kot primer takšnih posledic Oganov navaja vlogo radioaktivnega kalija-40 pri segrevanju zemeljskega jedra, ki je bila vzpostavljena pred približno 15 leti.

»Geokemiki delijo kemične elemente na litofilne, ki imajo afiniteto do silikatnih kamnin, in siderofilne, ki imajo afiniteto do železa. Do nedavnega je veljalo, da imajo glavni radioaktivni elementi, kalij, torij in uran, katerih razpad vodi do segrevanja notranjosti, litofilne lastnosti. To pomeni, da so skoncentrirani v silikatnih kamninah plašča in se ne nagibajo k raztapljanju v zemeljskem jedru, ki je sestavljeno iz zlitine, bogate z železom. Po teh zamislih bi moralo biti v jedru približno nič radioaktivnih elementov, kar je pomenilo, da v njem ni virov toplote, kar bi privedlo do hitrega hlajenja, «je pojasnil znanstvenik.

Zemljino jedro je sestavljeno iz trdnega notranjega dela in tekočega zunanjega dela, ko se ohlaja, trdni del raste, tekoči pa se skrči. Oganov je dejal, da so znanstveniki izračunali hitrost tega procesa in v scenariju s hitrim ohlajanjem bi se trdno jedro oblikovalo pred več kot milijardo let. Brez trdnega jedra pa je obstoj močnega magnetnega polja Zemlje nemogoč. Hkrati znanstveniki zagotovo vedo, da močno magnetno polje obstaja že več kot štiri milijarde let.

»Zahvaljujoč delu izpred petnajstih let je bilo mogoče ugotoviti, da pod pritiskom kalij spremeni svoje kemijsko obnašanje in postane bolj siderofilen. V skladu s tem lahko njegova koncentracija v jedru doseže približno en del na milijon, kar zadostuje za radioaktivno segrevanje. Tako so raziskave teoretične kemije pomagale razrešiti pomembno protislovje v geofiziki,« je dejal Oganov.

Znanstvenik je izrazil upanje, da bo njihovo novo delo pripeljalo do številnih odkritij podobnega obsega.

bbabo.Net