Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vysoké teploty a tlaky v zemském plášti přeměňují minerály bohaté na uhlík na diamant. Uhlík se ale může dostat ještě níž, až na rozhraní spodního pláště a jádra. Z této oblasti dosud nebyl přímo získán žádný vzorek, nicméně nové simulace naznačují, že by zde dokonce mohly existovat opět uhličitany.
Během subdukce se uhličitany z povrchu (vápenec apod., včetně korálových útesů, vrstev vápencových schránek na mořském dně) potápějí do zemského pláště. Zde se roztaví, něco vychrlí zpět sopky, něco klesá dál a změní se v diamant. Část uhličitanů klesá dále až do hloubky asi 3 000 km na pomezí pláště a jádra.
Susannah Dorfman z Michiganské státní univerzity a její kolegové nyní zkusili simulovat podmínky v této oblasti: tlak pomocí diamantové kovadlinky a teplotu až do 3 000 °C zařídilo ohřívání pomocí výkonných laserů. Speciální úlohou bylo poté zjistit složení výsledných směsí; k tomu se zase použily rentgenové paprsky z urychlovače Argonne National Laboratory a elektronová mikroskopie.
Ukázalo se, že za takto extrémních podmínek dochází ke složitým chemickým reakcím, mj. mezi křemičitany a uhličitany, vápenatým a hořečnatým, při nichž se jednotlivé složky mohou různě „vyměňovat“. Podvojný uhličitan MgCa(CO3)2 se za vysokých teplot a tlaků rozpadá, MgCO3 a CaSiO3 spolu mohou reagovat a zase vytvářet CaCO3. (Samozřejmě k tomu je třeba uvážit existenci karbidů CaC, MgC, samotného uhlíku, SiC…)
Závěr má znít, že nějaké uhličitany nejspíš existují i tak hluboko. Nakonec v diamantech pocházejících z hlubin nacházíme i inkluze vápence. Stabilita vápence v hloubi Země by nám mohla umožnit i lépe chápat fungování uhlíkového cyklu. Drtivá většina pozemského uhlíku je ukryta v hlubinách, organický uhlík v biosféře a oxid uhličitý v atmosféře představují jen takovou třešničku na dortu.
Mingda Lv et al, Reversal of carbonate-silicate cation exchange in cold slabs in Earth’s lower mantle, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-21761-9
Zdroj: Michigan State University / Phys.org
Viz také: Diamant odolal rekordnímu tlaku
