මුල් පෘථිවිය මත වැටුනු යකඩ වැසි
ආගමක්, දහමක් නම් ඒ තුල කථා කලයුත්තේ එහි විශ්වාසයන් කෙබඳු වියයුතුද?, එහි ඇදහිලි කවර ආකාරයක් ගතයුතුද? වැනි කරුණු මිස එයින් පරිභාහිර කරුණු නොවන බව බොහෝ දෙනාගේ පිලිගැනීමයි. මේ හේතුව නිසාම ලොව බොහෝ ආගම්, එහි ඉගෙන්වීමන්වලට පරිභාහාර කරුණු කථා කිරීමට උනන්දුවක් නොදක්වයි. විශේෂයෙන් විද්‍යාව පිලිබදව කථා කිරීමට බොහෝ ආගම් මැලිකමක් දක්වයි. මන්ද නූතන විද්‍යාව වර්ථමාන ආගම් බොහෝමයකට රතු එලියක් දල්වන බැවිණි. එවන් අවධියක ‘යහමඟ‘ අඩවිය දිගින් දිගටම විද්‍යාත්මක අනාවර්ණයන් ආගමික ඉගෙන්වීමන් හා සංසන්ධනාත්මක ලෙස සාකච්චා කරමින් සිටින අතර එය මුස්ලීම් සමාජයට ඉස්ලාම් දහම උනන්දු කරවන කාරණයක් යන්නත් ආඩම්භරයෙන් යුතුව මෙහි සදහන් කලයුතු වේ. ඒ අනුව අදත් ‘යකඩ‘ පිලිබදව වූ නූතන විද්‍යාත්මක අනාවර්ණයක් ශුද්ධ වූ කුර්ආනයේ ඉගෙන්වීමන් හා සංසන්ධනාත්මකව මෙතැන් සිට කථා කිරීමට අදහස් කරමි. විශේෂයෙන් පෘථිවි අභ්‍යන්තර ව්‍යුහය පිලිබදව ප්‍රථමවරට පැහැදිලි මතයක් ඉදිරිපත් කල Dr. Inge Lehmann (1888-1993) තුමියගේ 127 වන උපන්දිනය අදට යෙදී තිබීම මෙම ලිපියට තවත් සුවිශේෂත්වයක් එක් කරන බව මෙහි ඔබේ වැඩිදුර දැනගැනීම පිණිස සටහන් කරමින් මාතෘකාව වෙත යොමු වෙමි.
මීට දින කිහිපයකට පෙර මෙම අඩවිය තුල අද අප පෘථිවිය මත දකින ජලය පෘථිවියට ලැබුණේ කෙසේද? යන්න නූතන විද්‍යාත්මක අනාවර්ණයන් හා ශුද්ධ වූ කුර්ආනීය අනාවර්ණයන් සංසන්ධනය කරමින් ජල සම්පත ඉස්ලාමීය විමසුමක් යන මාතෘකාව ඔස්සේ විමසා බැලුවෙමු. එහිදී අද පෘථිවිය සතුව ඇති ජලය සෞරග්‍රහ මණ්ඩල නිර්මාණය වීමටත් බොහෝ කලකට පෙර නිර්මාණය වූවක් යන්නත්, වර්ථමානයේ අප දකින වරුසාව පෘථිවිය මත තැන්පත්ව ඇති ජලයේ චක්‍රිය ක්‍රියාකාරීත්වයක් යන්නත් කරුණු සහිතව විමසා බැලුවෙමු. එම සාකච්චාව තුල අප පහත ශුද්ධ වූ කුර්ආන් පාඨයන් පිලිබදව විමසා බැලුවෙමු.
ඝන වලාකුළෙන් ඉමහත් වර්ෂාව පහළ වන්නට සලස්වන්නෙමු.
ශුද්ධ වූ කුර්ආනය 78-14
අහසින් (වැසි) දිය පහළ කළේ ඔහුමය…
ශුද්ධ වූ කුර්ආනය 6-99
මෙම ලිපියෙහි මාතෘකාව ‘යකඩ වරුසාව‘ ලෙස යොදා තවදුරටත් වැසි ජලය ගැන මෙහි කථා කරන්නේ ඇයිද? යන කුතුහලය ඔබ තුල දැන් මතුවන්නට පුළුවන. සැබෑවින්ම මෙම මාතෘකාව හා ඉහතින් ඉදිරිපත් කල ශුද්ධ වූ කුර්ආන් වාක්‍යයන් අතර සම්බන්ධතාවයක් ඇත. ඒ පෘථිවියට ජලය ආගන්තුක ද්‍රවයක් වූවාසේම ‘යකඩ‘ ද පෘථිවියට ආගන්තුක වස්තුවක් වීමත් එයත් පෘථිවියට පහල වූ ආකාරය ජලයට සමාන වීමත්ය. මෙතැන් සිට ඒ පිලිබදව විමසා බලමු.
ඉහතින් සදහන් කලාසේ විද්‍යාව හමුවේ බොහෝ ආගම් මුනිවත රකිත්දී දිව්‍යමය පුස්තකය වූ ශුද්ධ වූ කුර්ආනය දිනෙන් දින ලෝකයට ආනාවර්ණය කරන විද්‍යාත්මක සත්‍යයන් සැබැවින්ම බුද්ධිමත් සමාජය මවිත කරවන්නකි. (මෙය ‘විද්‍යාව‘ නම් ගොනුව යටතේ මෙම අඩවිය තුල ඉදිරිපත් කර ඇති ලිපි කියවීමෙන් පහසුවෙන් වටහාගත හැක.) ඉස්ලාම් දහමේ දිව්‍ය පුස්තකය වූ ශුද්ධ වූ කුර්ආනය හුදෙක් වත්පිලිවෙත්, ඇදහිලි හා විශ්වාසයන් ගැන පමණක් කථා කරන තවත් පුස්තකයක් නොවේ. ආදීතම මිනිසාගේ පටන් නූතන බුද්ධිමත් මිනිසා දක්වා සෑම කෙනෙකුටම ඉතා පැහැදිලිව වටහාගත හැකි ඔවුන්ගේ බුද්ධි මට්ටම අනුව කරුණු කාරණා කථා කරන ආශ්චර්‍යමත් එසේම සර්වකාලීන පුස්තකයකි.
ඒ ආශ්චර්‍යමත් පුස්තකයේ එක් ආශ්චර්‍යමත් වාක්‍යයක් පිලිබදවයි මේ අවදානය යොමු කරන්නේ…
නියත වශයෙන්ම අපගේ දූතයින්ව (සාධකයන්ගෙන්) ඉතාමත් පැහැදිලි දැය සමග යැව්වෙමු. ඔවුන් සමග ධර්මයද, (නීතියේ) පූරණ සාධාරණත්වයද, මිනිසුන් සාධාරණ ලෙස කටයුතු කරනු පිණිස පහළ කළෙමු. යකඩ ද අපිම පහල කළෙමු. එයින් බිහිසුණු (යුද) තර්ජනද ඇත්තේය. මිනිසුන්ට ප්‍රයෝජන බොහොමයක්ද ඇත්තේය…
ශුද්ධ වූ කුර්ආනය 57-25
ඉහත වාක්‍යයෙන් අද අප පෘථිවියේ දකින ‘යකඩ (Iron)‘ පිලිබදව අනාවැකියක් පවසයි. එනම් අද මිහිමත තිබෙන ‘යකඩ‘ ආරම්භයේ පටන් පැවතුනු එකක් නොව පෘථිවියට පහල කල පාෂාණයක් බව ඉහත 57-25 වාක්‍යයෙන් පවසයි. අරාබි භාෂාවෙන් ‘අන්zසල්නා (Anzalna)‘ යන වදනට ‘පහල කිරීම‘ යන අරුථ හිමි වේ. මෙම ‘අන්zසල්නා‘ යන වදන ශුද්ධ වූ කුර්ආනයේ තවත් ස්ථාන කිහිපයක භාවිතා වේ. එවැනි අවස්ථාවන් දෙකක් වන්නේ ඉහතින් සදහන් 6-99 හා 78-14 යන වාක්‍යයන්ය. වැහි වළාකුළුවලින් වැසි ජලය පහල වන ආකාරයට ‘යකඩ‘ ද පහල කල බව 57-25 වාක්‍යය පවසයි. අතීතයේ පටන් මෙම 57-25 වාක්‍යයේ සදහන් ‘පහල කිරීම‘ යන්නට විවිධ වූ විග්‍රාහයන් විවිධ පාර්ශවයන් විසින් ඉදිරිපත් කර ඇත. ඒ අතුරින් ජනප්‍රිය මතය වූයේ ‘යකඩ‘ අන්තර්ගත උල්කාපාත හා අනිකුත් ග්‍රහවස්තූන් පෘථිවිය මතට පතිත වීමෙන් මෙම පෘථිවියට ‘යකඩ‘ පාෂාණ හිමි වූවා යන්නයි. නමුත් මෙම මතවාදය වර්ථමානයේ සම්පූර්ණයෙන්ම ප්‍රතික්ෂේප වන තරම් ප්‍රබල මතවාදයක් දැන් ඉදිරිපත් වී ඇත. ඒ මතවාදය කුමක්ද? යන්නත්, මෙම යකඩ මුලින්ම නිර්මාණය සිදුවූයේ කොතැනක, කවර ආකාරයට ද යන්නත්, පෘථිවි පෘෂ්ඨය මත ‘යකඩ‘ තැන්පත් වූයේ කෙසේද? යන්නත් නවතම මතවාදය සමඟ තරමක් ගැඹුරින් දැන් විමසා බලමු.
අභ්‍යාවකාශය පිලිබදව කථා කිරීමේදී එහි වස්තූන් ප්‍රධාන ආකාර දෙකක් ගනී. ඒ, දහනය වෙමින් ගමන් කරන තරු (නිදසුනක් ලෙස අපගේ සූර්‍යයා) සහා ග්‍රහවස්තූන් (නිදසුනක් ලෙස අපගේ පෘථිවිය, චන්ද්‍රයා) යන්නයි. අප ජීවත් වන පෘථිවියට ඉතා සමීපව තිබෙන තරුව සූර්‍යයා යන්න සියළුදෙනා හොදින් දන්නා කාරණයකි. අප සූර්‍යයා ‘මිල්ක්වේ (Milkyway Galaxy)‘නොහොත් ‘ක්ෂීරපථය‘ නම් චක්‍රාවාටයේ ඇති තරු රාශියක් අතුරින් එක් තරුවකි. (නූතන ගණනය කිරීමට අනුව ක්ෂීරපථය නම් අප මන්දාකිණියේ පමණක් තරු බිලියන 350ක් පමණ ඇති බවට ගණන් බලා ඇත යන්න ඔබේ වැඩිදුර දැනගැනීම සදහා මෙහි සටහන් කරමි). මේ ආකාරයට විශ්වයේ පවතින තරු (දහනය වෙමින් තිබෙන වස්තූන්) නොනිවී දහනය වීමේ දී එහි අඩංගු හයිඩ්රජන් (H) වායුව රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකට ලක් වී හීලියම් (He) බවට පරිවර්ථනය වේ. මෙසේ පරිවර්ථනය සිදුවීමේ දී විශාල ශක්තියක් එයින් මුදා හැරේ. මෙම ශක්තියයි අද අප සූර්‍ය ආලෝකය හා තාපය ලෙස අත්විඳින්නේ. මේ ආකාරයට දීර්ඝ කාලයක් මුළුල්ලේ හයිඩ්රජන් වායුව දහනය වී අවසානයේ ඒ සියල්ල හීලියම් බවට පරිවර්ථනය වේ. නමුත් එතැනින් එහි රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවන් නිමා නොවේ. තවදුරටත් රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවන් සිදුවේ. ඒ ‘හයිඩ්රජන්‘ වායුව ‘හීලියම්‘ බට පරිවර්ථනය වූවා සේම ‘හීලියම්‘ ද අධික ශක්තියක් මුදා හරිමින් ‘කාබන්‘ බවට පරිවර්ථනය වීම ඇරඹේ. (මෙතැන දී ද ඔබේ වැඩිදුර දැනගැනීම පිණිස කිවයුතු කාරණයක් ඇත. එනම්, හයිඩ්රජන් හීලියම් බවට පරිවර්ථනය වීමට දළ වශයෙන් වසර බිලියන 08ක් පමණ ගතවේ. නමුත් හීලියම් කාබන් බවට පරිවර්ථනය වීමට ගත වන්නේ දළ වශයෙන් වසර බිලියන 0.5ක් පමණි.) මෙසේ හීලියම් සියල්ල ‘කාබන්‘ බවට පරිවර්ථනය වීමෙන් ද සියල්ල නිමා නොවේ. කාබන් බවට පරිවර්ථනය වූ ඒ සියල්ල නැවත රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකට මැදි වී නියෝන් (Ne) බවටත්, ඒ නියෝන් නැවත රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකට මැදි වී ඔක්සිජන් (O) බවටත්, ඔක්සිජන් නැවත රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකට මැදි වී සිලිකන් (Si) බවටත්, ඒ සිලිකන් නැවත රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකට මැදි වී යකඩ (Fe) බවටත් පියවරින් පියවර පරිවර්ථනය වේ. (මෙතැන දී ද ඔබේ වැඩිදුර දැනගැනීම පිණිස කිවයුතු කාරණයක් ඇත. එනම්, මුල් පියවරයන් හි විවිධ රසායනික පරිවර්ථනයන් සදහා අධික කාලයක් ලබාගත්තා සේ පසු පියවරයන් හි එතරම් කාලයක් ගත නොවේ. නිදසුනක් ලෙස සිලිකන් යකඩ බවට පරිවර්ථනය වීමට අවශ්‍ය වන්නේ පැය 24ක පමණ සුළු කාලයක් පමණි.)
මෙසේ පියවරින් පියවර සිදුවන රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව ‘යකඩවලින්‘ නිමාවට පත්වේ. මේ වනවිට තරුවක් යකඩ ගුලියක් බවට පරිවර්ථනය වන අතර එහි රසායනික ප්‍රතික්‍රියා තවදුරටත් සිදු නොවූවත් එහි ක්‍රියාකාරීත්වය අවසන් නොවේ. අපගේ සූර්‍යයා තරුවක් වූවත් ඊට සිය ගුණයක විශාල තරු අපගේ මණ්දාකිණීයේ ඇත. ඒවා හි විශාලත්වය අනුව ‘සුපර් නෝවා‘ (Super Nova), ‘හයිපර් නෝවා‘ (Hyper Nova) යනුවෙන් හදුන්වන අතර ඒවා ඉහත රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවට යටත් වේ. තරුවක් ඉහත රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවට ලක්ව ‘යකඩ‘ බවට පරිවර්ථනය වීමේ දී එහි බර ද අධික ලෙස වැඩිවේ. මේ හේතුව නිසා එහි ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය ද අසීමිත ලෙස වැඩිවීම ඇරඹේ. මේ හේතුව නිසා එම තරුව වේගයෙන් සංකෝචනය වීම සිදුවන අතර එහි අධික තෙරපුම් බලයක් ද ඇති වී ‘කළුකුහර (Blackhole)‘ පවා ඇති වේ. එහි අවසාන ප්‍රථිපලය වන්නේ එම තරුව පිපිරී කුඩා කැබලි බවට පත්ව අවකාශය පුරා විසිරී යාමයි. එසේ විසිරී යන ග්‍රාහක කැබැලි කාලයත් සමඟ ග්‍රහවස්තූන් බවට කෙමෙන් කෙමෙන් පත්වේ. අප වෙසෙන පෘථිවි අභ්‍යන්තරයේ ඇති ගිනියම් ‘යකඩ‘ දියර (Liquid Iron) එයට හොද නිදසුනකි.
දැන් ඔබට යකඩ හි උපත කවර ආකාරයට සිදුවන්නේ ද? යන්නත් අප වෙසෙන ග්‍රහ වස්තුන් හි අභ්‍යන්තරයේ යකඩ දියර ආකාරයට පවතින්නේ ඇයිද? යන්නත් පිලිබදව දළ අවබෝධයක් ලැබී ඇතැයි සිතමි. නමුත් අප පෘථිවි අභ්‍යන්තරයේ මෙසේ තැන්පත්ව ඇති ‘යකඩ‘ මනුෂ්‍යාට ප්‍රයෝජනවත් ආකාරයට භාවිතා කිරීමේ තාක්ෂණය තවම ලොව සොයාගෙන නැත. එසේනම් ශුද්ධ වූ කුර්ආනයේ පවසන ‘මිනිසාට ප්‍රයෝජනවත් ‘යකඩ‘ යනුවෙන් පවසන්නේ කුමක් ගැනද? යන පැනය මෙහි මතු වේ.
…යකඩද අපිම පහල කළෙමු. එයින් බිහිසුණු (යුද) තර්ජනද ඇත්තේය. මිනිසුන්ට ප්‍රයෝජන බොහොමයක් ද ඇත්තේය….
අද මිනිසා ප්‍රයෝජනයට ගන්නේ පෘථිවි අභ්‍යන්තරයේ දියර ලෙස පවතින ‘යකඩ‘ නොව පොළොව මතුපිට පෘෂ්ඨයේ (Mantle හි) පවතින යකඩ නිදිවලින් ලබාගන්නා ‘යකඩ‘ය. එසේනම් පෘථිවි මතුපිට පෘෂ්ඨයට මේ ‘යකඩ‘ ලැබුණේ කෙසේද?. යන පැනය දැන් මතුවේ. මෙය පොදු ජනතාවට තරමක් අළුත් ආකාරයේ පැනයක් වූවත් විෂය පිලිබදව උනන්දුවක් දක්වන විද්‍යාඥයින්ට හා විද්වතුන්ට මෙය අළුත් පැනයක් නොවේ. මෙය ඔවුන් කාලයක් මුළුල්ලේ පිලිතුරු සොයමින් සිටී මෙතෙක් නොවිසදුනු පැනයකි.
මහා පිපුරුම (Big Bang) සිදුව කාලයත් සමඟ ග්‍රහවස්තූන් නිර්මාණය වී එම ග්‍රහ වස්තූන් එකින් එක ගැටී එම ගැටුම නිසා ඇති වූ අධික උෂ්ණත්වය හා තෙරපුම හේතුවෙන් එම ග්‍රහවස්තු අභ්‍යන්තරයේ තිබූ දියර යකඩ තවදුරටත් උණූ වී යකඩ අනු වාෂ්ප බවට පරිවර්ථනය වී ඉහල අහසට ගමන් කරන ලදී. එසේ ගමන් කල යකඩ වාෂ්ප සිසිල් වී යකඩ වර්ෂාවක් ලෙස නැවත පොළොවට පතිත වන ලදී. එහිදී පොලොව මතුපිට පෘෂ්ඨයේ යකඩ නිදි නිර්මාණය වන ලදී. නිදසුනක් ලෙස සූර්‍ය රශ්මිය හේතුවෙන් පෘථියේ ඇති ජලය වාෂ්ප වී ඉහලට නැඟ වැහි වලාකුළු නිර්මාණය වී අවසානයේ වැසි ඇද වැටෙනවා සේය. මෙම නූතන අනාවර්ණය ඇමරිකාවේ හාවර්ඩ් විශ්ව විද්‍යාලයේ ගවේෂක ආචාර්‍ය ස්ටීන් ජාකප්ෂන් (Professor Stein Jacobsen)හා කැලිෆෝනියා විශ්ව විද්‍යාල ආචාර්‍ය සාරා ස්ටීවර්ඩ් (Professor Sarah Stewart)පරියේෂණාත්මකව තහවුරු කරගෙන ඇත. මේ අනුව පෘථිවිය මතුපිට පෘෂ්ඨයේ ඇති යකඩ, යකඩ වර්ෂාවක් ලෙස පෘථිවියට ලැබුණු දායාදයක් යන්න නූතන විද්‍යාවේ පිලිගැනීම වන අතර එය පසුගිය දිනක ලොව ප්‍රකට ‘Sciencedaily‘ සහ ‘Sandia National Laboratories‘ (එම ලිපිය මෙම ලිපි අවසානයේ ඉදිරිපත් කොට ඇත.) යන වෙබ් අඩවිය ද තහවුරු කොට තිබුණි.
දැන් ඉහතින් සදහන් ශුද්ධ වූ කුර්ආන් වාක්‍යයන් වෙත ඔබේ බුද්ධිමත් අවදානය නැවත යොමු කරන්න. ‘…ඝන වලාකුළෙන් ඉමහත් වර්ෂාව පහළ වන්නට සලස්වන්නෙමු…‘ (ශුද්ධ වූ කුර්ආනය 78-14) යන වාක්‍යයේ වර්ෂාව ‘පහල කිරීම‘ එනම් අධික උෂ්ණත්වය හේතුවෙන් වාෂ්ප වන ජලය අහසෙහි වැසි වළාකුළු ලෙස නිර්මාණය වී නැවත පොළොවට පහල වී පොලොවෙහි තැන්පත් වන්නට සලස්වනවා යන්නට යොදා ඇති ‘අන්zසල්නා‘ යන වදන ශුද්ධ වූ කුර්ආනයේ 57-25 හි ‘යකඩ‘ සම්බන්ධයෙන් ‘…යකඩද අපිම පහල කළෙමු…‘ යනුවෙන් පැවසීම තුලින් පොළොව මත ඇති යකඩ ද වර්ෂාවට සමාන ක්‍රියාවලියක් මඟින් පොළොවට ලැබුණු දායාදයක් යන්න පැහැදිලිවේ. මෙතැනදී සමහරක් විට ඔබට තවත් පැනයක් මතු වන්නට පුළුවන. එනම්, එසේනම් පෘථිවිය මත දකින තරම් යකඩ නිදි සඳ මත දක්නට නොලැබෙන්නේ ඇයිද? යන්නයි. මෙයට ද නූතන විද්‍යාව පැහැදිලි විග්‍රාහයක් ලබාදෙයි. එනම්, සමහරක් ග්‍රහවස්තූන් හි ගුරුත්වාකර්ශණය අවම අගයක පවතින නිසා එම ග්‍රහවස්තූන් යකඩ වාෂ්ප තමා වෙත ඇද ගැනීමට අසමත් වී ඇත යන්නයි.
එසේනම්, මෙකෙත් සාකච්චා කල කරුණුවලට අනුව නූතන විද්‍යාව වර්ථමානයේ අනාවර්ණය කරගත් මෙම සත්‍යය මීට වසර 1400 කට පෙර ශුද්ධ වූ කුර්ආනය ඉතා පැහැදිලිව පවසන්නේ කෙසේද? යන්න බුද්ධිමත් සමාජය විමසා බැලිය යුතුව ඇත. මෙය අහඹුවක් ලෙස සලකා ශුද්ධ වූ කුර්ආනයේ ඉගෙන්වීමන් පටු ලෙස නොසලක හැරිය හැකිද?. නොඑසේ නම් නූතන විද්‍යාත්මක අනාවර්ණයත් ශුද්ධ වූ කුර්ආනීය ඉගෙන්වීමත් පසෙක තබා විද්‍යාවට හා ශුද්ධ වූ කුර්ආනයට පරස්පර මතයක් ඔබ ඉදිරිපත් කරන්නේද?. මෙහි මෙතෙක් ඉදිරිපත් කල කරුණූ ඔබ බුද්ධිමත්ව හා විවෘත මනසින් අධ්‍යනය කලේනම්, එවැනි වෙනස් වූ මතවාදයකට තව ඉඩ තිබේද?. මේ සියල්ල තීන්දු කිරීම බුද්ධිමත් ඔබට ම භාර කරමින් මේ ලිපියට විරාමය තබන්නේ අල්ලාහ් (දෙවි) දිව්‍යමය පුස්තකය වූ ශුද්ධ වූ කුර්ආනය තුලින් කියාපාන තවත් පාඨයක් ඔබේ විමසුමට පහතින් සටහන් තබමිනි. එනම්,
(නබිවරයාණෙනී!) නියත වශයෙන්ම ඉතාමත් ඥානවන්ත හා (සියල්ල) හොඳින් දන්න කෙනෙකු හමුවේ සිට මෙම කුර්ආනය ඔබට ලබා දෙන ලදී.
ශුද්ධ වූ කුර්ආනය 27-6
(උපුටා ගැනීම මෙතැන් සිට...)
Iron rain fell on early Earth, new Z machine data supports
March 18, 2015
ALBUQUERQUE, N.M. — Researchers at Sandia National Laboratories’ Z machine have helped untangle a long-standing mystery of astrophysics: why iron is found spattered throughout Earth’s mantle, the roughly 2,000-mile thick region between Earth’s core and its crust.
At first blush, it seemed more reasonable that iron arriving from collisions between Earth and planetesimals — ranging from several meters to hundreds of kilometers in diameter — during Earth’s late formative stages should have powered bullet-like directly to Earth’s core, where so much iron already exists.
A second, correlative mystery is why the moon proportionately has much less iron in its mantle than does Earth. Since the moon would have undergone the same extraterrestrial bombardment as its larger neighbor, what could explain the relative absence of that element in the moon’s own mantle?
To answer these questions, scientists led by Professor Stein Jacobsen at Harvard University and Professor Sarah Stewart at the University of California at Davis (UC Davis) wondered whether the accepted theoretical value of the vaporization point of iron under high pressures was correct. If vaporization occurred at lower pressures than assumed, a solid piece of iron after impact might disperse into an iron vapor that would blanket the forming Earth instead of punching through it. A resultant iron-rich rain would create the pockets of the element currently found in the mantle.
As for the moon, the same dissolution of iron into vapor could occur, but the satellite’s weaker gravity would be unable to capture the bulk of the free-floating iron atoms, explaining the dearth of iron deposits on Earth’s nearest neighbor.
Looking for experimental rather than theoretical values, researchers turned to Sandia’s Z machine and its Fundamental Science Program, coordinated by Sandia manager Thomas Mattsson. This led to a collaboration among Sandia, Harvard University, UC Davis, and Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) to determine an experimental value for the vaporization threshold of iron that would replace the theoretical value used for decades.
Rick Kraus at LLNL (formerly at Harvard) and Sandia researchers Ray Lemke and Seth Root used Z to accelerate metals to extreme speeds using high magnetic fields. The researchers created a target that consisted of an iron plate 5 millimeters square and 200 microns thick, against which they launched aluminum flyer plates travelling up to 25 kilometers per second. At this impact pressure, the powerful shock waves created in the iron cause it to compress, heat up and — in the zero pressure resulting from waves reflecting from the iron’s far surface — vaporize.
Sandia National Laboratories Z machine is the most powerful producer of pulses of electrical energy on Earth. (Photo by Randy Montoya) Click on the thumbnail for a high-resolution image.
The result, published March 2 in Nature Geosciences under the title “Impact vaporization of planetesimal cores in the late stages of planet formation,” shows the shock pressure experimentally required to vaporize iron is approximately 507 gigapascals (GPa), undercutting by more than 40 percent the previous theoretical estimate of 887 GPa. Astrophysicists say that this lower pressure is readily achieved during the end stages of planetary growth through accretion.
Principal investigator Kraus said, “Because planetary scientists always thought it was difficult to vaporize iron, they never thought of vaporization as an important process during the formation of the Earth and its core. But with our experiments, we showed that it’s very easy to impact-vaporize iron.”
He continued, “This changes the way we think of planet formation, in that instead of core formation occurring by iron sinking down to the growing Earth’s core in large blobs (technically called diapirs), that iron was vaporized, spread out in a plume over the surface of the Earth and rained out as small droplets. The small iron droplets mixed easily with the mantle, which changes our interpretation of the geochemical data we use to date the timing of Earth’s core formation.”
Sandia National Laboratories is a multi-program laboratory operated by Sandia Corporation, a wholly owned subsidiary of Lockheed Martin Corp., for the U.S. Department of Energy’s National Nuclear Security Administration. With main facilities in Albuquerque, N.M., and Livermore, Calif., Sandia has major R&D responsibilities in national security, energy and environmental technologies and economic competitiveness.
Link :- https://share.sandia.gov/news/resources/news_releases/iron_rain/#.VVLRVPCnLGg
(උපුටා ගැනීම අවසන්)
සබැඳි ලිපි මෙහි පහතින් කියවන්න
