Өнөөдөр дэлхийн ихэнх амьд организмын амьсгалд зайлшгүй шаардлагатай хүчилтөрөгч агаар мандалд зөвхөн гадаргын биологийн болон химийн процессоор хуримтлагдаагүй байж болох шинэ таамаг гарчээ. Сүүлийн үеийн судалгаагаар хайлсан чулуулгийн масс буюу магма өмнө нь геологичдын төсөөлж байснаас хавьгүй их хүчилтөрөгч өөртөө шингээн хадгалах чадвартай байж болохыг тогтоосон байна.
Энэхүү үр дүн нь хэдэн тэрбум жилийн өмнө дэлхийн гүн дэх процессууд агаар мандлыг хүчилтөрөгчөөр баяжихад тодорхой хэмжээгээр оролцсон байж болохыг тайлбарлахад тусалж магадгүй.
Судалгааг өндөр даралт, өндөр технологийн дэвшилтэт судалгааны төвийн Яньхао Линь, Хо-Кван Мао нараар ахлуулсан олон улсын баг гүйцэтгэж, үр дүнгээ National Science Review сэтгүүлд нийтэлжээ.
Магман дахь хүчилтөрөгчийн үүргийг өмнө нь дутуу үнэлсэн үү?
Хүчилтөрөгч нь дэлхийн дотоод бүтцийн ихэнхийг бүрдүүлдэг силикат чулуулгийн хамгийн түгээмэл элементүүдийн нэг. Гэсэн ч геологийн уламжлалт ойлголтоор магман дахь хүчилтөрөгчийг ихэвчлэн цахиур, магни, төмөр зэрэг бусад элементтэй холбогдсон бүрэлдэхүүн гэж үздэг байжээ.
Ус болон нүүрсхүчлийн хий магмад уусч, хайлмаг дотор шилжин хөдөлж чаддаг бол хүчилтөрөгчийг тусдаа, бие даасан дэгдэмхий бүрэлдэхүүн гэж төдийлөн авч үздэггүй байсан.
Иймээс дэлхийн гүнээс гадарга руу бодис тээвэрлэхэд хүчилтөрөгч өөрөө ямар үүрэгтэй байж болохыг өмнөх загварууд дутуу тооцсон байх магадлалтай.
Харин шинэ туршилтууд тодорхой даралт, температурын нөхцөлд магма нэмэлт хүчилтөрөгч шингээн авч, түүнийг өөрийн бүтэц дотор хадгалж чаддагийг харуулжээ.
Хайлсан чулуулгийн туршилт юу харуулав?
Судлаачид далайн ёроолын плитүүд салж холдох бүсэд үүсдэг чулуулгийн найрлагатай төстэй синтетик базальт ашигласан байна.
Тэд дээжүүдийг 1200-1800 хэм хүртэл халааж, атмосферийн даралтаас эхлээд 7 гигапаскал хүртэлх даралтанд оруулжээ. 7 гигапаскал гэдэг нь ойролцоогоор 200 километрийн гүнд тохиолддог даралттай дүйцэх хэмжээ юм.
Хүчилтөрөгчөөр баялаг орчин үүсгэхийн тулд туршилтад платиний исэл нэмсэн байна. Дараа нь хайлсан чулуулгийг маш хурдан хөргөж, үүссэн шилэн бүтэц дотор хэр хэмжээний хүчилтөрөгч үлдсэнийг хэмжжээ.
Атмосферийн даралтад нэмэлт хүчилтөрөгч бараг хуримтлагдаагүй байна. Харин 7 гигапаскал даралтанд дээжийн нийт жингийн 5 хувиас дээш хэмжээгээр нэмэлт хүчилтөрөгч агуулагдсан байжээ.
Харин платиний исэл нэмээгүй хяналтын туршилтуудад хүчилтөрөгчийн хэмжээ ердөө 0.2-0.5 хувьтай байсан байна.
Спектроскопийн шинжилгээгээр хүчилтөрөгч нь хий хэлбэрийн бөмбөлөг болон тусдаа хуримтлагдсан шинж илрээгүй аж. Энэ нь нэмэлт хүчилтөрөгч силикат хайлмагт шууд бүтцийн түвшинд шингэсэн байж болохыг илтгэжээ.
Судлаачдын үзэж буйгаар хөргөх явцад хүчилтөрөгчийн тодорхой хэсэг алдагдсан байж болзошгүй тул бодит нөхцөлд магмын хадгалах чадвар хэмжсэнээс ч өндөр байх боломжтой.
Магма агаар мандлыг хүчилтөрөгчөөр баяжуулахад нөлөөлсөн байж болох уу?
Магма дэлхийн гүнээс дээш хөөрөх тусам орчны даралт буурдаг. Судалгааны багийн таамгаар ийм нөхцөлд хайлмагт хадгалагдаж байсан хүчилтөрөгчийн нэг хэсэг чөлөөлөгдөж болох юм.
Энэ хүчилтөрөгч эхлээд мантийн дээд хэсэг болон газрын царцдасын чулуулгийг исэлдүүлэхэд оролцож, урт хугацаанд агаар мандлын химийн найрлагад нөлөөлсөн байж болохыг судлаачид дэвшүүлжээ.
Энэ таамаг нь ойролцоогоор 2.5-2 тэрбум жилийн өмнө болсон Их хүчилтөрөгчжилтийн үйл явдалтай холбоотойгоор онцгой сонирхол татаж байна. Тухайн үед дэлхийн агаар мандал дахь хүчилтөрөгчийн хэмжээ мэдэгдэхүйц өссөн бөгөөд энэ үе нь мантийн эрчимтэй хайлалт, өргөн хүрээний галт уулын идэвхжилтэй давхцаж байжээ.
Судалгааны багийн урьдчилсан тооцоогоор, хэрэв тэр үеийн магма нийт жингийнхээ ердөө 0.27 хувьтай тэнцэх нэмэлт хүчилтөрөгчийг чөлөөлсөн бол онолын хувьд өнөөгийн дэлхийн агаар мандалд байгаа хүчилтөрөгчийн нийт хэмжээтэй дүйцэхүйц нөөц бүрдэх боломжтой байжээ.
Гэхдээ энэ нь тооцооллын боломжит хувилбар болохоос орчин үеийн агаар мандал яг ийм механизмаар бий болсон гэдгийг баталсан нотолгоо биш юм.
Шинэ үр дүн өөр гаригийн хувьслыг ойлгоход ч ач холбогдолтой байж мэднэ. Хэрэв чулуурхаг гаригуудын магма их хэмжээний хүчилтөрөгч тээвэрлэж, дараа нь гадарга орчимд суллаж чаддаг бол энэ процесс тухайн гаригийн агаар мандал хэрхэн бүрэлдэхэд нөлөөлөх боломжтой.
Гэсэн ч дэлхийн эртний түүхэнд энэ механизм яг ямар хэмжээний хувь нэмэр оруулсныг тодорхойлохын тулд нэмэлт судалгаа шаардлагатай хэвээр байна. Одоогийн лабораторийн туршилт боломжит процессыг харуулсан ч өнгөрсөн үед агаар мандалд яг хэдий хэмжээний хүчилтөрөгч нийлүүлснийг дангаараа тогтоож чадахгүй юм.
