자동차 정비사

Dem10/Jennifer Renteria, 스미소니언.

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우주에서 우리의 소중한 집인 지구는 다른 행성인 대륙, 즉 대륙과 해발 높이가 다른 놀라운 특징을 자랑합니다. 생명과 다양성으로 가득 찬 이 거대한 땅은 우리 행성의 독특한 거주 가능성에 기여합니다. 하지만 지구 대륙의 기원과 그 독특한 특성은 오랫동안 과학자들을 혼란스럽게 만들어 왔습니다.

NASA

이제 스미소니언 국립 자연사 박물관의 지질학자이자 암석 큐레이터인 Elizabeth Cottrell과 코넬 대학의 조교수인 Megan Holycross의 새로운 연구를 통해 우리는 이 미스터리를 해결하는 데 더 가까워졌을 것입니다.

즉, 사이언스(Science)에 발표된 그들의 연구는 왜 대륙 지각이 해양 지각과 비교할 때 철 함량이 더 낮고 더 많이 산화되는지 설명하려는 대중적인 가설에 도전하고 이를 폭로했습니다. 철분 부족은 지구 표면의 많은 부분이 해수면보다 높아 육지에서 생명체가 번성할 수 있는 이유에 매우 중요하기 때문에 이는 중요합니다.

지구의 대륙 기원에 대한 우리의 이해에 대한 이 연구가 미치는 영향을 진정으로 파악하기 위해 Interesting Engineering(IE)은 Elizabeth Cottrell과 함께 계몽적인 대화를 나누었습니다.

Cottrell은 IE에 "내부 태양계의 암석 행성 중에서 대륙 지각은 지구에만 독특합니다. 중요한 것은 대륙 지각이 해양 지각에 비해 철 원소 농도가 낮다는 것"이라고 설명했습니다.

그녀는 이것이 어떻게 대륙 지각이 해양 지각보다 밀도가 낮아지고 부력이 높아지게 되어 지구의 지각판이 이동할 때 지구 내부로 쉽게 재활용되지 않는지를 설명했습니다.

"결과적으로 지구의 대륙은 어떤 곳에서는 40억 년이 넘는 고대 대륙이며, 밀도가 높아 지구 내부로 다시 재활용되기 전까지 20만 년 이상 생존하지 못하는 해양 지각에 비해 매우 안정적입니다." 그녀는 덧붙였다.

그녀는 또한 대륙 지각의 철이 해양 지각의 철보다 산화된 화학적 상태에 있을 가능성이 더 높다고 설명했습니다. 중요한 것은 지질학자들이 오랫동안 지구의 산화되고 철이 고갈된 대륙 지각이 어떻게 형성되는지, 그리고 그것이 우리 태양계의 다른 행성에서는 형성되지 않는 이유를 이해하려고 노력해 왔다는 것입니다.

"우리 연구에서 우리는 대륙의 철 지각을 고갈시키는 데 작용할 수 있는 실행 가능한 메커니즘을 이해하는 데 더 가까워졌습니다"라고 Cottrell은 말했습니다.

"한 가지 대중적인 가설은 지구 표면 깊은 곳의 녹은 암석에서 광물 가넷(규산염 광물 그룹이자 1월의 탄생석)의 결정화가 철을 추출하는 데 도움이 될 수 있다고 제안했습니다."

그녀는 녹은 암석에서 철이 풍부한 광물을 제거하면 남은 암석에 철이 적어져 대륙을 형성하는 지각과 유사하게 되는 방법을 설명했습니다. 철은 가넷이라는 광물에 두 가지 다른 형태, 즉 산소가 적은 형태("환원"이라고 함)와 산소가 많은 형태("산화된" 형태)로 존재하기 때문에 이 가설은 매력적이었습니다.

또한 그녀는 가넷이 산소가 적은 철의 종류를 선택적으로 제거하면 철이 적은 암석뿐만 아니라 산소가 많은 암석도 생겨 대륙 지각의 두 가지 중요한 특성을 충족할 것이라고 강조했습니다.

"우리 연구실에서 우리는 이 이론을 테스트하기로 결정했습니다. 우리는 피스톤 실린더 프레스라고 불리는 특수 장치에서 높은 압력과 온도에서 녹은 암석으로부터 광물 가넷 결정을 성장시켰습니다."라고 그녀는 말했습니다. 이러한 방식으로 연구자들은 실험실에서 지각의 강렬한 열과 압력을 재현하려고 시도했습니다.

스미소니언

"피스톤 실린더 프레스는 실제로 그다지 첨단 기술이 아닙니다. 자동차 잭과 동일한 원리로 작동합니다. 이 점에서 우리는 자동차 정비사와 동일한 기술을 보유하고 있습니다."라고 그녀는 덧붙였습니다.

"그런 다음 우리는 혼합물을 매우 빠르게 냉각시켜 화학이 "동결"되어 이전에 녹은 암석이었던 유리로 둘러싸인 광물 가넷을 생성했습니다."