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지구의 결착과 지구중심핵의 분결

전문가 제언: ○ 약 104년 간 갑자기 결착된 먼지의 평평한 원반과 기체로부터 형성된 직경이 약 10km인 “미행성체들” 간의 중력 상호작용과 충돌은 달에서-화성-크기 행성-싹들을 105∼106년에 발생했고, 10∼100Myr 시간척도로 행성체들을 발생했으며, 운석들의 텅스텐 동위원소 변칙은 그들의 소행성모체들이 태양계의 몇 백만 년 기원 안에 중심핵을 분결했다는 것을 나타냈다. 지구도 같은 기법들로 행성성장의 연장된 30∼40Myr 동안 중심핵 분결과 금속 재-평형을 나타낸다. 지구가 화성의 크기를 얻으면, 맨틀에서 규산염 페롭스카이트의 결정화는 산화조건들이 되고, 금속의 분결을 멈추고 중심핵이 황화물상이 된다. 이 과정은 주성분들 Fe(약 85%)와 Ni(5%)에 더하여, 1.9% S, 4∼5% Si 및 1% 이상의 O를 포함하는 중심핵을 형성했다.

○ 장구한 주기로 변하는 지구과학적 변화는 그 나이를 측정하는 것이 무엇보다 중요하다. 생명체였던 물체의 나이를 측정하는 것은 핵붕괴반응은 1차 반응이므로 14C 동위원소의 반감기와 초기 활동도와 현재의 활동도측정으로부터 쉽게 계산된다. 중심핵 분결의 시간측정은 중심핵 형성은 그 규산염 지구에서 최근 어미/딸 비가 확증되기 때문에 방사성붕괴 시스템 안에서 어미 또는 딸 동위원소의 한 가지가 친-철인 계로부터 결정될 수 있다. 그 시스템들 182Hf-182W과 238,235U-206,207Pb은 가능한 중심핵 크로노미터들이다. 딸 동위원소들 W와 Pb는 친-철원소이고 그들 최근 동위원소 조성들은 중심핵 형성의 “나이들”을 밝혀준다.

○ 화학에서는 지구의 지각, 대기, 해양에 있는 아주 잘 알려진 각 원소들의 상대적 존재 비(%)는 Al 7.5, Ca 3.4, C 0.08, H 0.9, H 0.9, Fe 4.7, K 2.4, N 0.03, O 49.4, Si 25.8, Na 2.6, S 0.06 등으로 표시되어 있다. 여기서는 지구화학과 지구물리학적인 측정, 모델 및 논의를 통해 장구한 주기 동안 지구의 결착과 지구중심핵 분결을 기초로 한 지구중심핵의 형성 백분율로 그 영역이 서로 다르다. 그러나 특수 분석기법들을 합리적으로 적용하여 지구의 지각, 대기 및 대양까지 포함하는 전체 원소들의 정확한 존재 비를 표준화하는 것은 지구과학은 물론 우주시대의 행성탐사의 기준으로도 필요불가결하다.

저자: Wood, BJ; Walter, MJ; Wade, J
자료유형: 학술정보