New revelations on origin of Earth’s nitrogen.
- Nitrogen is the most abundant gas in Earth’s atmosphere, but nitrogen’s origin and how much is in Earth’s interior was previously unknown.
- A new method of nitrogen analysis of volcanic gases from around the world revealed more accurate measurements of volatile elements in Earth’s interior.
- This new method could be useful in monitoring the activity of volcanoes.
- Nitrogen in Earth’s mantle has most likely been there from the beginning of our planet. (Woods Hole)
Researchers at Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), the University of California Los Angeles (UCLA) and their colleagues used a new geochemical tool to shed light on the origin of nitrogen and other volatile elements on Earth, which may also prove useful as a way to monitor the activity of volcanoes. Their findings were published April 16, 2020, in the journal Nature.
Nitrogen is the most abundant gas in the atmosphere, and is the primary component of the air we breathe. Nitrogen is also found in rocks, including those tucked deep within the planet’s interior. Until now, it was difficult to distinguish between nitrogen sources coming from air and those coming from inside the Earth’s mantle when measuring gases from volcanoes.
“We found that air contamination was masking the pristine ‘source signature’ of many volcanic gas samples,” says WHOI geochemist Peter Barry, a coauthor of the study.
Without that distinction, scientists weren’t able to answer basic questions like: Is nitrogen left over from Earth’s formation or was it delivered to the planet later on? How is nitrogen from the atmosphere related to nitrogen coming out of volcanoes?
Barry and lead author Jabrane Labidi of UCLA, now a researcher at Institut de Physique du Globe de Paris, worked in partnership with international geochemists to analyze volcanic gas samples from around the globe—including gases from Iceland and Yellowstone National Park—using a new method of analyzing “clumped” nitrogen isotopes.
This method provided a unique way to identify molecules of nitrogen that come from air, which allowed the researchers to see the true gas compositions deep within Earth’s mantle.
This ultimately revealed evidence that nitrogen in the mantle has most likely been there since our planet initially formed.
“Once air contamination is accounted for, we gained new and valuable insights into the origin of nitrogen and the evolution of our planet,” Barry says.
While this new method helps scientists understand the origins of volatile elements on Earth, it may also prove useful as a way of monitoring the activity of volcanoes.
This is because the composition of gases bellowing from volcanic centers change prior to eruptions. It could be that the mix of mantle and air nitrogen could one day be used as a signal of eruptions.
පෘථිවියේ නයිට්රජන් සම්භවය පිළිබඳ නව හෙළිදරව් කිරීම්.
- නයිට්රජන් යනු පෘථිවි වායුගෝලයේ බහුලම වායුව වන නමුත් නයිට්රජන් සම්භවය සහ පෘථිවි අභ්යන්තරයේ කොපමණ ප්රමාණයක් තිබේද යන්න කලින් දැන සිටියේ නැත.
- ලොව පුරා ගිනිකඳු වායූන් වල නයිට්රජන් විශ්ලේෂණය කිරීමේ නව ක්රමයක් මගින් පෘථිවියේ අභ්යන්තරයේ වාෂ්පශීලී මූලද්රව්ය පිළිබඳ වඩාත් නිවැරදි මිනුම් අනාවරණය විය.
- ගිනි කඳු වල ක්රියාකාරිත්වය අධීක්ෂණය කිරීමට මෙම නව ක්රමය ප්රයෝජනවත් වේ.
- පෘථිවියේ ආවරණයේ ඇති නයිට්රජන් බොහෝ විට අපේ පෘථිවියේ ආරම්භයේ සිටම පැවතුනි. (වුඩ්ස් හෝල්)
වුඩ්ස් හෝල් සාගර විද්යා ආයතනයේ (WHOI), කැලිෆෝනියා විශ්ව විද්යාලයේ ලොස් ඇන්ජලීස් (UCLA) සහ ඔවුන්ගේ සගයන් නව භූ රසායනික මෙවලමක් භාවිතා කරමින් පෘථිවියේ නයිට්රජන් සහ අනෙකුත් වාෂ්පශීලී මූලද්රව්යයන්ගේ මූලාරම්භය පිළිබඳ මතයක් හෙළි කරන අතර එය ගිනි කඳු වල ක්රියාකාරිත්වයද නිරීක්ෂණය කිරීමට ප්රයෝජනවත් වේ . ඔවුන්ගේ සොයාගැනීම් 2020 අප්රියෙල් 16 වන දින "නේචර්" සඟරාවේ ප්රකාශයට පත් කරන ලදී.
නයිට්රජන් යනු වායුගෝලයේ බහුලම වායුව වන අතර අප හුස්ම ගන්නා වාතයේ මූලික අංගය වේ. පෘථිවි අභ්යන්තරයේ ගැඹුරට ඇලවූ පාෂාණද ඇතුළුව, නයිට්රජන් වායුව පාෂාණ වලද දක්නට ලැබේ, ගිනිකඳු වලින් පිටවන වායූන් මැනීමේදී වාතයෙන් එන නයිට්රජන් ප්රභවයන් සහ පෘථිවි ආවරණයේ සිට එන ඒවා අතර වෙනස හඳුනා ගැනීම මේ වන තෙක් දුෂ්කර විය.
WHOI භූ රසායන විද්යාඥ පීටර් බැරී පවසන්නේ වායු දූෂණය, බොහෝ ගිනිකඳු වායු සාම්පලවල හඳුනා ගැනීමේ ප්රභවයන් ආවරණය කර ඇති බවයි.
ඒ අනුව, නයිට්රජන් පෘථිවිය සෑදීමෙන් ඉතිරි වී තිබේද නැතහොත් එය පසුව ග්රහලෝකයට ලබා දී තිබේද? වායුගෝලයේ ඇති නයිට්රජන්, ගිනිකඳු වලින් පිටවන නයිට්රජන් හා සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද? යනාදී මූලික ප්රශ්නවලට පවා පිළිතුරු දීමට විද්යාඥයින්ට නොහැකි විය.
ලොව පුරා ගිනිකඳු වායු සාම්පල විශ්ලේෂණය කිරීම සඳහා පිහිටුවා ඇති Institut de Physique du Globe de Paris, හි පර්යේෂකයෙකු වන බැරී සහ යූසීඑල්ඒ හි ප්රධාන කතුවරයාද වන ජබ්රාන් ලැබිඩි ජාත්යන්තර භූ රසායන විද්යා ආයතනය සමඟ සහයෝගයෙන් කටයුතු කර අයිස්ලන්තයේ සහ යෙලෝස්ටෝන් ජාතික වනෝද්යානයේ වායූන් ද ඇතුළුව ලොව පුරා ගිනිකඳු වායු සාම්පල විශ්ලේෂණය කර, නව ක්රමයක් භාවිතා කරමින් “කැටි ගැසුණු” නයිට්රජන් සමස්ථානික විශ්ලේෂණය කිරීමේ නව ක්රමයක් භාවිතාක් කළේය.
මෙම ක්රමය වාතයෙන් එන නයිට්රජන් අණු හඳුනා ගැනීමට අද්විතීය ක්රමයක් සපයන අතර එමඟින් පර්යේෂකයන්ට පෘථිවි ආවරණයේ ගැඹුරින් සැබෑ වායු සංයුතිය දැකගත හැකි විය.
අපේ පෘථිවිය මුලින්ම නිර්මාණය වූ දා සිට ආවරණයේ නයිට්රජන් ඇතිවූ බවට මෙම ක්රමයෙන් බොහෝ දුරට අනාවරණය විය.
“වායු දූෂණය ගණනය කළ පසු, නයිට්රජන් සම්භවය සහ අපේ පෘථිවියේ පරිණාමය පිළිබඳව නව හා වටිනා අවබෝධයක් ලබා ගත්තා,” බැරී පවසයි.
මෙම නව ක්රමය විද්යාඥයින්ට පෘථිවියේ වාෂ්පශීලී මූලද්රව්යයන්ගේ මූලාරම්භය අවබෝධ කර ගැනීමට උපකාරී වන අතර, එය ගිනි කඳු වල ක්රියාකාරිත්වය අධීක්ෂණය කිරීමේ ක්රමයක් ලෙස ද ප්රයෝජනවත් විය හැකිය.
මෙයට හේතුව පුපුරා යාමට පෙර ගිනිකඳු මධ්යස්ථාන වලින් පිටවන වායූන්ගේ සංයුතිය වෙනස් වීමයි. ආවරණ සහ වායු නයිට්රජන් මිශ්රණය යම් දිනෙක පුපුරා යාමේ සංඥාවක් ලෙස භාවිතා කළ හැකිය.
