25 химични елемента идват не само от свръхновите, но и от "фабрики" в долната земна мантия

Вместо да се създават само по време на експлозии на свръхнови, химическите елементи биха могли да се произвеждат и дълбоко в долната мантия на Земята според ново изследване.

Отдавна се предполага, че водородът, хелият и литият са единствените химически елементи, съществували по време на Големия взрив, когато се е образувала Вселената, и че експлозиите на свръхновите, звездите, експлодиращи в края на живота си, превръщат тези елементи в по-тежки такива и ги разпространяват в цялата ни Вселена.

Изследователи от Япония и Канада сега оспорват този елемент от загадката на Големия взрив. Дали всички елементи, по-тежки от желязото, наистина произхождат от експлодиращи звезди или някои са създадени дълбоко в мантията на Земята, благодарение на динамиката на конвекцията, задвижвана от тектониката на плочите?

В статия, публикувана в AIP Advances, групата предлага алтернативен модел за образуване на азот, кислород и вода въз основа на историята на земната атмосфера.

Те предполагат, че 25-те елемента с атомни номера по-малки от желязото (26) са създадени чрез ендотермична ядрена трансмутация на две ядра, въглерод и кислород. Тези ядра могат да бъдат затворени в естествената арагонитова решетъчна сърцевина на долната мантия на Земята при високи температури и налягане по време на субдукция на литосферата, което се случва, когато две тектонски плочи се сближат.

_{Напречно сечение на вътрешността на Земята: кора, горна и долна мантия и външни и вътрешни ядра. Кредит: Mikio Fukuhara, Alexander Yoshino, and Nobuhisa Fujima, превод НаукаOFFNews}

Групата описва процеса на ендотермична ядрена трансформация като „подпомогнат от физическата катализа на възбудени електрони, генерирани от триенето на минералните компоненти на геонеутриното, произведени дълбоко в мантията на Земята чрез ядрен синтез на деутерий или радиоактивен разпад на елементите“.

„Нашето проучване показва, че самата Земя е била в състояние да създаде по-леки елементи чрез ядрена трансмутация“, отбелязва Микио Фукухара (Mikio Fukuhara), съавтор от Университета Тохоку в Япония.

Ако е вярно, това е революционно откритие, тъй като „преди това на теория всички тези елементи са получени от експлозии на свръхнови, докато ние представяме допълваща теория“, подчертава Фукухара.

Тази статия ще окаже значително влияние в областта на геофизиката и може в резултат на това „да посочи възможни посоки на изследване за потенциала за създаване на елементите, необходими за бъдещото развитие на космическите изследвания“, заявява Фукухара.

Справка: “Earth factories: Creation of the elements from nuclear transmutation in Earth’s lower mantle” by Mikio Fukuhara, Alexander Yoshino and Nobuhisa Fujima, 12 October 2021, AIP Advances.
DOI: 10.1063/5.0061584

Източник: Challenging the Big Bang Puzzle of Heavy Elements: Earth Factories Creating Elements From Nuclear Transmutation
American Institute Of Physics

Още по темата

30/10/2016

Космос

Изтъкани сме от звезди и свръхнови

03/04/2016

Космос

Златото се произвежда от сблъсък на неутронни звезди