С помощью лазера можно измерить теплопроводимость зменой коры

Учёные из Washington University в городе Сант Луис сделали новый шаг в понимании процессов передачи тепла в земной коре – наружней оболочке нашей планеты. Температура является важным фактором во многих геологических процессах, которые идут на Земле, включая производство магмы – расплавленных камней, на глубине 30 – 40 км. Но до этого времени измерение температуры в глубоких слоях земной коры было весьма трудной задачей в основном из-за проблем, связанных с измерением термальной проводимости камней – того какое количество тепла камни, из которых состоит кора, могут проводить через себя за единицу времени, при различных температурах.

В обычных методах измерения температурной проводимости ошибки измерения возрастают с приближением к температуре плавления камней. При таких температурах тепло передаётся не только через контакты атомов, но и через излучение. Т.к. обычные методы не могут отделить тепло, которое передаётся атомами, от тепла, которое передаётся излучением, эффективность проводимости тепла камнями при температурах плавления во многих случаях сильно преувеличена. По этому, чтобы избежать неопределённости,учёные приняли теплопроводимость камней на протяжении всей коры за постоянную величину.

В новом же исследовании учные из Washington University использовали лазер, который применяется для сварки стали, и смогли избежать проблем, которые подстерегают обычные методы на этом пути. В этом эксперименте исследователи нагревали камень до определённой температуры и затем фиксировали её, после этого на камень направляли мощный лазер и смотрели как тепло передаётся из одной его части в другую. Так как напрямую измерить тепловую проводимость в различных частях земной коры невозможно, то исследователи нагревали камень до различных температур и измеряли его проводимость тепла – тем самым составляя глубинную карту теплопроводимостей земной коры.

Результаты этого исследования опубликованы в выпуске журнала Nature за 19 марта этого года и они говорят, что теплопроводимость камней непостоянна и она сильно меняется в зависимости от температуры. Учёные говорят: "Мы выяснили, что камни лучше проводят тепло, при низких температурах, чем считалось ранее, и слабее, при высоких, чем считалось ранее." Так в глубинных слоях земной коры теплопроводимость камней на 50% меньше, чем считалось ранее – это говорит о том, что глубинные слои земной коры являются хорошим теплоизолятором и также о том, что более глубокие слои Земли могут быть гораздо горячее, чем считалось ранее, поскольку значительную часть их тепла задерживают глубинные слои земной коры.