MOSZKVA, június 13. - RIA Novosti, Tatyana Pichugina. Az északi mágneses pólus évi 55 kilométeres sebességgel továbbhalad Kanadából a Szevernaja Zemlja szigetcsoport felé. A tudósok azt sugallják, hogy pólusváltásra készülnek a bolygómag folyékony, közvetlen megfigyelések által megközelíthetetlen részében kialakult zavargások miatt. Hogy pontosan mi történik ott, azt nehéz megérteni, de számos hipotézis létezik.
Küldetés a "vas világ" felé
A sugarak felszínről való visszaverődéséből, abból, hogy milyen gyorsan melegszik és hűl le, a tudósok rájöttek, hogy ha nem is teljesen, de nagyrészt fém. Lehetséges, hogy onnan érkeznek hozzánk a vasmeteoritok. Ez nagyon ritkán fordul elő, összesen legfeljebb kétszáz ilyen esemény ismert.
Feltételezik, hogy a Psyche a bolygó magja földi csoport, amely elvesztette külső héját. A Földdel és a Vénusszal együtt ez a bolygó a Nap közelében keletkezett, de aztán történt valami. Lehet, hogy ez egy katasztrófa, vagy talán a Föld bolygó ismételt felmelegedésének a hibája – anyagrögök, amelyekből bolygók keletkeznek.
A tudósok minden bizonnyal be akarnak jutni a "vasvilágba", és nem csak a lelőhelyek geológiai feltárása érdekében, utódaink érdekében. Először is - a Föld magjának analógjának alapos feltárása.
Miért van a vasmag
A Föld magja érdekes objektum. Összetétele és hőmérséklete tükröződik a fedőrétegekben és a légkörben. Core - forrás mágneses mező ami életet szült. Ugyanitt - a kulcs a földi bolygók kialakulásának rejtélyéhez.
A Föld belsejét szeizmikus hullámok és modellezés segítségével tárják fel. Nagyjából a bolygó a felső héjból áll - a kéregből, a köpenyből és a magból.
Azt, hogy a mag vas, több tény is bizonyítja. A Földnek megvan a maga mágneses tere, mintha a forgástengely mentén egy dipólus lenne beillesztve. A köpeny nem tud ilyen mezőt generálni, túl gyengén vezet elektromosság. A geodinamós modell szerint erre csak egy vezető folyadék képes. Ez azt jelenti, hogy a mag egy része folyékony. A vas az egyik legelterjedtebb elem Naprendszer. Ezt megerősíti a meteoritokban való bősége is.
Az elasztikus S-hullámok nem haladnak át a mag külső részén, ami azt jelenti, hogy folyékony. Belső rész A körülbelül 1221 kilométer sugarú mag gyengén terjeszti az S-hullámokat - ennek megfelelően vagy szilárd, vagy olyan állapotban van, amely szimulálja a keménységet. A magban lévő két réteg között elég egyértelmű a határ, valamint a mag és az alsó köpeny között.
Úgy gondolják, hogy a mag vas, kis szennyeződésekkel nikkel (ezt jelzi a vasmeteoritok összetétele), szilícium, szulfidok és oxigén.
A szeizmikus hullámok áthaladásának egyes jellemzői arra utalnak, hogy a belső szilárd mag valamivel gyorsabban forog, mint a köpeny és a kéreg, évente körülbelül 0,15 fokkal.
Mikor és hogyan alakult ki a Föld magja? Mi az arány kémiai elemek? Miért nem homogén? Milyen hőmérséklet van ott? Hol van az energiaforrás? És ami a legfontosabb, miért alakult ki a mag egyáltalán a bolygón belül? Ezen és sok más kérdés mindegyikéhez számos hipotézis létezik.
Az ikrek közül melyik a szerencsés
A Vénuszt a Föld ikertestvérének tekintik – tömegében és méretében csak valamivel kisebb. De a jelenlegi körülmények a felszínén teljesen mások. A Földnek saját mágneses tere, légköre és bioszférája van.
A listán szereplő Vénusznak csak mérgező atmoszférája van, kénsav felhőkkel. A mágneses térnek a geológiai múltban nyoma sincs, pedig eltűnhettek volna. Valószínűleg köze van az ikrek eredetéhez.
A Vénusz és a Föld a Napot körülvevő gáz- és porköd egyik részében jött létre. A bolygók embriói növekedtek, egyre több anyagot vonzva magukhoz. Amikor a tömeg kritikussá vált, megkezdődött a melegítés és az olvadás. Az anyagot frakciókra osztották: nehéz elemek telepedtek meg benne, a könnyűek felemelkedtek.
A német, japán és francia tudósok szerint az olyan testek rétegződése, mint a Föld, egyenletes és stabil, minden réteg homogén. Ahhoz, hogy a mag kétrétegűnek és inhomogénnek bizonyuljon, valahol a folyamat végéhez közeledve a bolygónak nagyon erős becsapódást kellett tapasztalnia egy másik hatalmas testtől. Az "idegen" anyagának egy része a Föld belsejében maradt, egy része pályára került, ahol aztán kialakult a Hold. A becsapódás következtében a bolygó belseje összekeveredett, és ez a mag részleges megolvadásához vezetett.
De a Vénusz evolúciója simán ment, kozmikus léptékű vészhelyzet nélkül. A rétegződés sikeresen befejeződött egy szilárd vasmag kialakulásával, amely nem képes mágneses teret generálni.
Van egy másik hipotézis: a vasolvadék spontán kristályosodása. Ehhez azonban le kell hűlnie ezer Kelvinre, ami lehetetlen.
Ez azt jelenti, hogy a kristályosodás magjai kívülről hatoltak be – állapították meg amerikai tudósok. Például az alsó köpenyből. Ezek nagy, több tíz és több száz méteres vasdarabok. Az a nagy kérdés, hogy honnan jönnek.
Az egyik válasz a Föld felszínén rejlik, ősi vastartalmú kvarcitok formájában. Talán több mint hárommilliárd évvel ezelőtt ezek a sziklák képezték az óceánok fenekét. A lemezek mozgása miatt a köpenybe, onnan pedig a magba zuhant.
© RIA Novosti illusztráció. Alina Polyanina, NASATöbb mint négymilliárd éve a Föld egy hatalmas kozmikus testtel ütközött. Az ütközés következtében alkotó magja összekeveredett, a folyékony külső rész levált benne, és ez mágneses tér kialakulásához vezetett. Az ütés kiütötte a Föld anyagának egy részét, amelyből a Hold felkelt
Henry Cavendish volt az első, aki azt sugallta, hogy a Föld középpontjában megnövekedett sűrűségű régió található. Sikerült kiszámítania a bolygó tömegét és átlagos sűrűségét, és megállapította, hogy az sokkal nagyobb, mint a kőzetek sűrűsége
A Föld magja a Föld központi, legmélyebb része, a bolygó köpenye alatt található.
2900 km mélységben fekszik. A gömb átlagos sugara 3,5 ezer km. A Föld szilárd magjának felszínén a hőmérséklet eléri a 6230±500 K (5960±500°C), középen a sűrűség körülbelül 12,5 t/m³, a nyomás eléri a 361 GPa-t (3,7 millió atm). A mag tömege 1,932 1024 kg. A Föld magját alkotó anyag felmelegíti a nyomást (gravitáció).
Henry Cavendish volt az első, aki azt sugallta, hogy a Föld középpontjában megnövekedett sűrűségű régió található. Sikerült kiszámítania a bolygó tömegét és átlagos sűrűségét, és megállapította, hogy az sokkal nagyobb, mint a földfelszínre érkező kőzetek sűrűsége.
A Föld magjáról nagyon kevés információ áll rendelkezésre, még a rendelkezésre állókat is közvetett geofizikai vagy geokémiai módszerekkel nyerik. A mag anyagából még nem lehet mintát venni. Összetétele közvetlenül nem ismert. Feltehetően vas-nikkel ötvözetből áll, egyéb sziderofil elemek keverékével.
Körülbelül 2200 km vastagságú, amely között időnként átmeneti zónát különböztetnek meg. A mag tömege 1,932 10 24 kg.
Nagyon keveset tudunk a magról - minden információt közvetett geofizikai vagy geokémiai módszerekkel szereznek be, és a maganyagról készült képek nem állnak rendelkezésre, és nem valószínű, hogy a belátható jövőben meg is születnek. A sci-fi írók azonban már többször részletesen leírták a Föld magjához vezető utat és az ott megbúvó irdatlan gazdagságot. A mag kincseibe vetett reménynek van némi alapja, hiszen a modern geokémiai modellek szerint a magban viszonylag magas a nemesfémek és egyéb értékes elemek tartalma.
Tanulmánytörténet
Valószínűleg az egyik első feltevést a megnövekedett sűrűségű terület létezéséről a Földön Henry Cavendish tette, aki kiszámította a Föld tömegét és átlagos sűrűségét, és megállapította, hogy az sokkal nagyobb, mint a felbukkanó kőzetekre jellemző sűrűség. a föld felszínén.
A létezést 1897-ben E. Wiechert német szeizmológus bizonyította, a mélységet (2900 km) pedig 1910-ben B. Gutenberg amerikai geofizikus határozta meg.
Hasonló számításokat végezhetünk a fémes meteoritokra is, amelyek kis bolygótestek magjának töredékei. Kiderült, hogy a mag kialakulása bennük sokkal gyorsabban, több millió éves nagyságrend alatt ment végbe.
Sorokhtin és Ushakov elmélete
A leírt modell nem az egyetlen. Tehát Sorokhtin és Ushakov modellje szerint, amelyet a „Föld fejlődése” című könyvben ismertettek, a Föld magjának kialakulásának folyamata körülbelül 1,6 milliárd évig húzódott (4-2,6 milliárd évvel ezelőtt). A szerzők szerint a mag kialakulása két szakaszban történt. Eleinte a bolygó hideg volt, és nem volt mozgás a mélyén. Ezután radioaktív bomlás hatására annyira felmelegedett, hogy elkezdje megolvasztani a fémvasat. Elkezdett folyni a Föld középpontja felé, míg a gravitációs differenciálódás következtében nagyszámú hő, és az atommag szétválási folyamata csak felgyorsult. Ez a folyamat csak egy bizonyos mélységig ment, amely alatt az anyag olyan viszkózus volt, hogy a vas már nem tudott elsüllyedni. Ennek eredményeként sűrű (nehéz) gyűrűs réteg keletkezett az olvadt vasból és oxidjából. A Föld ősi "magjának" könnyebb anyaga fölött helyezkedett el.
Miért nem hűl le a Föld magja, és miért marad körülbelül 6000 °C hőmérsékletű 4,5 milliárd évig? A kérdés rendkívül összetett, amelyre ráadásul a tudomány nem tud 100%-ban pontos, érthető választ adni. Ennek azonban objektív okai vannak.
Túl sok rejtély
A Föld magjának túlzott rejtélyéhez két tényező kapcsolódik. Először is, senki sem tudja biztosan, hogyan, mikor és milyen körülmények között alakult ki - ez a proto-Föld kialakulása során történt, vagy már a kialakult bolygó létezésének korai szakaszában -, mindez nagy rejtély. Másodszor, teljesen lehetetlen mintát venni a Föld magjából – az biztos, hogy senki sem tudja, miből áll. Sőt, az összes adatot, amit a magról tudunk, közvetett módszerekkel és modellekkel gyűjtjük össze.
Miért marad forró a Föld magja?
Ahhoz, hogy megértsük, miért nem hűl le ilyen hosszú ideig a Föld magja, először ki kell derítenünk, hogy mi okozta a felmelegedést. A mi belünk, mint minden más bolygón, heterogén, viszonylag jól körülhatárolható, különböző sűrűségű rétegek. De ez nem mindig volt így: a nehéz elemek lassan leereszkedtek, kialakítva a belső és külső magot, a könnyűek kiszorultak a tetejére, kialakítva a köpenyét és a földkérget. Ez a folyamat rendkívül lassan megy végbe, és hőleadás kíséri. A fűtésnek azonban nem ez volt a fő oka. A Föld teljes tömege nagy erővel nyomja középpontját, mintegy 360 GPa (3,7 millió atmoszféra) fenomenális nyomást hozva létre, aminek következtében a vas-szilícium-nikkel magban található radioaktív, hosszú élettartamú elemek bomlanak. elkezdődött, ami kolosszális hőkibocsátással járt.
További fűtési forrás kinetikus energia különböző rétegek közötti súrlódás eredményeként keletkezik (mindegyik réteg a másiktól függetlenül forog): a belső mag a külsővel és a külső a köpennyel.
A bolygó belei (az arányok nem teljesülnek). A három belső réteg közötti súrlódás további fűtési forrásként szolgál.
A fentiek alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy a Föld és különösen a belei önellátó gépezet, amely önmagát fűti. De ez nem folytatódhat ilyen természetesen örökké: a mag belsejében lévő radioaktív elemek készletei lassan eltűnnek, és nem lesz már semmi, amivel a hőmérsékletet fenntarthatná.
Kezd hideg lenni!
Valójában a lehűlési folyamat már nagyon régen elkezdődött, de rendkívül lassan halad - évszázadonként egy fok töredékével. Durva becslések szerint legalább 1 milliárd évnek kell eltelnie ahhoz, hogy a mag teljesen lehűljön, és leálljanak benne a kémiai és egyéb reakciók.
Rövid válasz: A föld, és különösen a föld magja, önellátó gép, amely önmagát fűti. A bolygó teljes tömege a középpontját nyomja, ami fenomenális nyomást kelt, és ezzel beindítja a radioaktív elemek bomlási folyamatát, melynek eredményeként hő szabadul fel.
Földünk réteges szerkezetű, és három fő részből áll: földkéreg, köpeny és mag. Mi a Föld középpontja? Mag. A mag mélysége 2900 km, átmérője körülbelül 3,5 ezer km. Belül - 3 millió atmoszféra szörnyű nyomás és hihetetlenül magas hőmérséklet - 5000 ° C. A tudósoknak több évszázadba telt, hogy megtudják, mi van a Föld középpontjában. Még a modern technika sem tudott tizenkétezer kilométernél mélyebbre hatolni. A Kola-félszigeten található legmélyebb fúrás mélysége 12 262 méter. Távol a föld középpontjától.
A földmag felfedezésének története
A 18. század végén Henry Cavendish angol fizikus és kémikus volt az egyik első, aki kitalálta a mag jelenlétét a bolygó közepén. Fizikai kísérletek segítségével kiszámította a Föld tömegét, és mérete alapján meghatározta bolygónk anyagának átlagos sűrűségét - 5,5 g / cm3. Az ismert kőzetek és ásványok sűrűsége a földkéregben körülbelül kétszer kisebbnek bizonyult. Ebből az a logikus feltevés következett, hogy a Föld középpontjában egy területtel több van sűrű anyag- mag.
1897-ben E. Wiechert német szeizmológus, a szeizmológiai hullámok áthaladását tanulmányozva a Föld belső részein, meg tudta erősíteni a mag jelenlétére vonatkozó feltételezést. 1910-ben pedig B. Gutenberg amerikai geofizikus határozta meg elhelyezkedésének mélységét. Ezt követően hipotézisek születtek a sejtmag kialakulásának folyamatáról is. Feltételezik, hogy a nehezebb elemek középpontba ültetése következtében alakult ki, és kezdetben a bolygó anyaga homogén (gáz halmazállapotú) volt.
Miből van a mag?
Vizsgáljunk meg egy olyan anyagot, amelynek mintája nem nyerhető, hogy megvizsgáljuk a fizikai és kémiai paraméterek, elég nehéz. A tudósoknak csak közvetett jelekkel kell feltételezniük bizonyos tulajdonságok jelenlétét, valamint a mag szerkezetét és összetételét. A Föld belső szerkezetének vizsgálatában különösen nagy segítséget nyújtott a szeizmikus hullámok terjedésének vizsgálata. A bolygó felszínének számos pontján elhelyezett szeizmográfok rögzítik a földkéreg remegéséből származó, elhaladó szeizmikus hullámok sebességét és típusait. Mindezek az adatok lehetővé teszik a Föld belső szerkezetének megítélését, beleértve a magot is.
A mai napig a tudósok azt sugallják, hogy a bolygó központi része heterogén. Mi van a Föld középpontjában? A köpeny melletti rész egy folyékony mag, amely olvadt anyagból áll. Úgy tűnik, vas és nikkel keverékét tartalmazza. Ez az ötlet vezette a tudósokat a vasmeteoritok tanulmányozásához, amelyek aszteroidamagok darabjai. Másrészt a kapott vas-nikkel ötvözetek sűrűsége nagyobb, mint a mag várható sűrűsége. Ezért sok tudós hajlamos azt feltételezni, hogy a Föld középpontjában, a magban is vannak könnyebb kémiai elemek.
A geofizikusok a mágneses tér létezését a folyékony mag jelenlétével és a bolygó saját tengelye körüli forgásával is magyarázzák. Ismeretes, hogy a vezető körül elektromágneses tér keletkezik, amikor áram folyik. A köpeny melletti olvadt réteg ilyen óriási áramvezetőként szolgál.
A mag belső része a több ezer fokos hőmérséklet ellenére szilárd. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a bolygó közepén a nyomás olyan magas, hogy a forró fémek megszilárdulnak. Egyes tudósok azt sugallják, hogy a szilárd mag hidrogénből áll, amely hihetetlen nyomás és hatalmas hőmérséklet hatására fémszerűvé válik. Így azt, hogy mi a Föld középpontja, még a geofizikusok sem tudják biztosan. De ha a kérdést matematikai szempontból vizsgáljuk, akkor azt mondhatjuk, hogy a Föld középpontja körülbelül 6378 km-re található. a bolygó felszínéről.
A Föld magja két rétegből áll, amelyek között határzóna található: a mag külső folyékony héja eléri a 2266 kilométer vastagságot, alatta egy hatalmas, sűrű mag található, amelynek átmérője a becslések szerint eléri az 1300 km-t. Az átmeneti zóna nem egyenletes vastagságú, és fokozatosan megkeményedik, átjutva a belső magba. A felső réteg felületén a hőmérséklet 5960 Celsius-fok körül mozog, bár ezek az adatok hozzávetőlegesnek tekinthetők.
A külső mag hozzávetőleges összetétele és meghatározásának módszerei
Nagyon keveset tudunk még a földmag külső rétegének összetételéről is, mivel nem lehet mintát venni a vizsgálathoz. A fő elemek, amelyekből bolygónk külső magja állhat, a vas és a nikkel. A tudósok a meteoritok összetételének elemzése eredményeként jutottak erre a hipotézisre, mivel az űrből származó vándorok aszteroidák és más bolygók magjának töredékei.
Mindazonáltal a meteoritok nem tekinthetők teljesen azonosnak a tekintetben kémiai összetétel, mivel az eredeti kozmikus testek sok kisebb, mint a Föld méretre. Sok kutatás után a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a nukleáris anyag folyékony része erősen hígított más elemekkel, beleértve a ként. Ez magyarázza kisebb sűrűségét, mint a vas-nikkel ötvözeteknél.
Mi történik a bolygó magjának külső részében?
A mag külső felülete a köpeny határánál inhomogén. A tudósok azt sugallják, hogy más vastagságú, egyfajta belső domborművet képez. Ennek oka a heterogén mély anyagok állandó keveredése. Különböző kémiai összetételűek és eltérő a sűrűségük is, így a mag és a köpeny közötti határ vastagsága 150-350 km között változhat.
Az elmúlt évek fantasztikái munkáikban mély barlangokon és földalatti járatokon keresztül a Föld középpontjába vezető utat írnak le. Tényleg lehetséges? Sajnos a mag felszínén a nyomás meghaladja a 113 millió atmoszférát. Ez azt jelenti, hogy minden barlang szorosan „becsapódna” még a köpeny megközelítésének szakaszában is. Ez megmagyarázza, hogy bolygónkon miért nincsenek 1 km-nél mélyebb barlangok.
Hogyan vizsgálják a mag külső rétegét?
A tudósok a szeizmikus tevékenység nyomon követésével megítélhetik, hogyan néz ki a mag, és miből áll. Így például azt találták, hogy a külső és a belső réteg különböző irányokba forog mágneses tér hatására. A Föld magja még mindig több tucat megfejtetlen titkot rejt, és új alapvető felfedezésekre vár.
A Föld a Naprendszer többi testével együtt hideg gáz- és porfelhőből jött létre, az azt alkotó részecskék felhalmozódásával. A bolygó megjelenése után fejlődésének egy teljesen új szakasza kezdődött, amit a tudományban pregeológiainak szoktak nevezni.
A korszak elnevezése annak köszönhető, hogy a múltbeli folyamatok legkorábbi bizonyítékai - magmás vagy vulkáni eredetű kőzetek - nem régebbiek 4 milliárd évnél. Csak a mai tudósok tanulmányozhatják őket.
A Föld fejlődésének pregeológiai szakasza még mindig sok rejtélyt rejt magában. 0,9 milliárd éves időszakot ölel fel, és a vulkanizmus széles körű megnyilvánulása jellemzi a bolygón gázok és vízgőz felszabadulásával. Ebben az időben kezdődött a Föld rétegződése a fő héjakká - a mag, a köpeny, a kéreg és a légkör. Feltételezik, hogy ezt a folyamatot bolygónk intenzív meteoritbombázása és egyes részeinek megolvadása váltotta ki.
A Föld történetének egyik kulcsfontosságú eseménye a belső magjának kialakulása volt. Ez valószínűleg a bolygó fejlődésének pregeológiai szakaszában történt, amikor az összes anyag két fő geoszférára - a magra és a köpenyre - osztódott.
Sajnos a földmag kialakulására vonatkozó megbízható elmélet, amelyet komoly tudományos információk és bizonyítékok igazolnának, egyelőre nem létezik. Hogyan alakult ki a Föld magja? Erre a kérdésre a tudósok két fő hipotézist kínálnak fel.
Az első változat szerint az anyag közvetlenül a Föld kialakulása után homogén volt.
Teljesen mikrorészecskékből állt, amelyek ma meteoritokban figyelhetők meg. De egy bizonyos idő elteltével ezt a kezdetben homogén masszát egy nehéz magra osztották, ahol az összes vas üvegezett, és egy könnyebb szilikát köpenyre. Más szóval, csepp olvadt vas és a nehéz kémiai vegyületek bolygónk közepére települt, és ott egy magot alkotott, amely a mai napig nagyrészt megolvadt. Ahogy a nehéz elemek a Föld középpontja felé törekedtek, a könnyű salakok éppen ellenkezőleg, felúsztak - a bolygó külső rétegeibe. Ma ezek a könnyű elemek alkotják a felső köpeny és a földkéreg.
Miért történt az anyag ilyen differenciálódása? Úgy gondolják, hogy közvetlenül a kialakulási folyamat befejezése után a Föld intenzíven felmelegedett, elsősorban a részecskék gravitációs felhalmozódása során felszabaduló energia, valamint a radioaktív bomlás energiája miatt. egyes kémiai elemek.
A bolygó további felmelegedését és vas-nikkel ötvözet kialakulását, amely jelentős fajsúlya miatt fokozatosan a Föld középpontjába süllyedt, elősegítette az állítólagos meteoritbombázás.
Ez a hipotézis azonban bizonyos nehézségekkel néz szembe. Például nem teljesen világos, hogyan lehet egy vas-nikkel ötvözetet, még abban sem folyékony halmazállapot több mint ezer kilométert tudott leereszkedni, és elérte a bolygó magjának régióját.
A második hipotézis szerint a Föld magja vasmeteoritokból alakult ki, amelyek a bolygó felszínével ütköztek, majd később benőtte a kőmeteoritokból álló szilikáthéj, és kialakította a köpenyt.
Ebben a hipotézisben van egy komoly hiba. Ebben a helyzetben a világűrben a vas- és kőmeteoritoknak külön kell létezniük. A modern tanulmányok azt mutatják, hogy vasmeteoritok csak egy jelentős nyomás alatt feltörő bolygó belében keletkezhettek, vagyis naprendszerünk és minden bolygó kialakulása után.
Az első változat logikusabbnak tűnik, mivel dinamikus határvonalat biztosít a Föld magja és a köpeny között. Ez azt jelenti, hogy a köztük lévő anyagok szétválásának folyamata nagyon sokáig folytatódhat a bolygón. hosszú idő, ezáltal nagy hatással van a Föld további fejlődésére.
Ha tehát a bolygómag kialakulásának első hipotézisét vesszük alapul, akkor az anyag differenciálódási folyamata körülbelül 1,6 milliárd évig húzódott. A gravitációs differenciálódás és a radioaktív bomlás miatt az anyag szétválása biztosított volt.
A nehéz elemek csak olyan mélységig süllyedtek, amely alatt az anyag olyan viszkózus volt, hogy a vas már nem tudott elsüllyedni. A folyamat eredményeként az olvadt vasból és oxidjából nagyon sűrű és nehéz gyűrű alakú réteg keletkezett. Bolygónk ősmagjának könnyebb anyaga fölött helyezkedett el. Továbbá egy könnyű szilikát anyagot préseltek ki a Föld középpontjából. Ráadásul az egyenlítőnél kiszorult, ami talán a bolygó aszimmetriájának kezdetét jelentette. 
Feltételezések szerint a Föld vasmagjának kialakulása során a bolygó térfogatában jelentős csökkenés következett be, aminek következtében a felszíne mára csökkent. A felszínre „felszínre kerülő” könnyű elemek és vegyületeik vékony elsődleges kérget alkottak, amely a földi csoport minden bolygójához hasonlóan vulkáni bazaltokból állt, amelyeket felülről üledékréteg borított.
Nem lehet azonban élő geológiai bizonyítékot találni a Föld magjának és köpenyének kialakulásához kapcsolódó múltbeli folyamatokra. Mint már említettük, a Föld bolygó legrégebbi kőzetei körülbelül 4 milliárd évesek. Valószínűleg a bolygó fejlődésének kezdetén a magas hőmérséklet és nyomás hatására az elsődleges bazaltok átalakultak, megolvadtak és átalakultak az általunk ismert gránit-gneisz kőzetekké.
Mi bolygónk magja, amely valószínűleg a Föld fejlődésének legkorábbi szakaszában alakult ki? Külső és belső héjból áll. Tudományos feltételezések szerint 2900-5100 km mélységben van egy külső mag, amely fizikai tulajdonságok közeledik a folyadékhoz.
A külső mag olvadt vasból és nikkelből áll, amely jó elektromos vezető. A tudósok ehhez a maghoz kötik a Föld mágneses mezejének eredetét. A Föld középpontja közötti 1270 km-es rést a belső mag foglalja el, amelynek 80%-a vas és 20%-a szilícium-dioxid.
A belső mag kemény és magas hőmérsékletű. Ha a külső közvetlenül kapcsolódik a köpenyhez, akkor a Föld belső magja önmagában létezik. Keménységét a magas hőmérséklet ellenére a bolygó közepén kialakuló gigantikus nyomás biztosítja, amely elérheti a 3 millió atmoszférát is. 
Ennek eredményeként sok kémiai elem fémes állapotba kerül. Ezért még azt is felvetették, hogy a Föld belső magja fémes hidrogénből áll.
A sűrű belső mag komoly hatással van bolygónk életére. Benne koncentrálódik a bolygó gravitációs mezeje, amely megakadályozza a könnyű gázhéjak, a Föld hidroszféra és geoszféra rétegeinek szétszóródását.
Valószínűleg a bolygó kialakulása óta jellemző a magra egy ilyen mező, bármi is volt akkor kémiai összetételét és szerkezetét tekintve. Hozzájárult a kialakult részecskék összehúzódásához a központba.
Mindazonáltal a mag eredete és a Föld belső szerkezetének tanulmányozása a legsürgetőbb probléma a kutatásban szorosan részt vevő tudósok számára. geológiai története a bolygónk. Ennek a kérdésnek a végső megoldása még nagyon messze van. A különféle ellentmondások elkerülése érdekében modern tudomány elfogadott az a hipotézis, hogy a mag kialakulásának folyamata a Föld kialakulásával egy időben kezdődött.
A Szevernaja Zemlja szigetcsoport irányába évi 55 kilométeres sebességgel. A tudósok azt sugallják, hogy pólusváltásra készülnek a bolygómag folyékony, közvetlen megfigyelések által megközelíthetetlen részében kialakult zavargások miatt. Hogy pontosan mi történik ott, azt nehéz megérteni, de számos hipotézis létezik.
Küldetés a "vas világ" felé
2022-ben a NASA eszközt fog küldeni a Mars és a Jupiter között található Psyche aszteroidára. Vasvilágnak hívják.
A sugarak felszínről való visszaverődéséből, abból, hogy milyen gyorsan melegszik és hűl le, a tudósok rájöttek, hogy ha nem is teljesen, de nagyrészt fém. Lehetséges, hogy onnan érkeznek hozzánk a vasmeteoritok. Ez nagyon ritkán fordul elő, összesen legfeljebb kétszáz ilyen esemény ismert.
Feltételezik, hogy a Psyche a földi csoport bolygójának magja, amely elvesztette külső héját. A Földdel és a Vénusszal együtt ez a bolygó a Nap közelében keletkezett, de aztán történt valami. Lehet, hogy ez egy katasztrófa, vagy talán a Föld bolygó ismételt felmelegedésének a hibája – anyagrögök, amelyekből bolygók keletkeznek.
A tudósok minden bizonnyal be akarnak jutni a "vasvilágba", és nem csak a lelőhelyek geológiai feltárása érdekében, utódaink érdekében. Először is - a Föld magjának analógjának alapos feltárása.
Miért van a vasmag
A Föld magja érdekes objektum. Összetétele és hőmérséklete tükröződik a fedőrétegekben és a légkörben. A mag a mágneses mező forrása, amelynek köszönhetően létrejött az élet. Ugyanitt - a kulcs a földi bolygók kialakulásának rejtélyéhez.
A Föld belsejét szeizmikus hullámok és modellezés segítségével tárják fel. Nagyjából a bolygó a felső héjból áll - a kéregből, a köpenyből és a magból.
Azt, hogy a mag vas, több tény is bizonyítja. A Földnek megvan a maga mágneses tere, mintha a forgástengely mentén egy dipólus lenne beillesztve. A köpeny nem tud ilyen mezőt létrehozni, túl gyengén vezeti az elektromosságot. A geodinamós modell szerint erre csak egy vezető folyadék képes. Ez azt jelenti, hogy a mag egy része folyékony. A vas a Naprendszer egyik legelterjedtebb eleme. Ezt megerősíti a meteoritokban való bősége is.
Az elasztikus S-hullámok nem haladnak át a mag külső részén, ami azt jelenti, hogy folyékony. A mag körülbelül 1221 kilométer sugarú belső része gyengén terjeszti az S-hullámokat - ennek megfelelően szilárd vagy keménységet szimuláló állapotban van. A magban lévő két réteg között elég egyértelmű a határ, valamint a mag és az alsó köpeny között.
Úgy gondolják, hogy a mag vas, kis szennyeződésekkel nikkel (ezt jelzi a vasmeteoritok összetétele), szilícium, szulfidok és oxigén.
A szeizmikus hullámok áthaladásának egyes jellemzői arra utalnak, hogy a belső szilárd mag valamivel gyorsabban forog, mint a köpeny és a kéreg, évente körülbelül 0,15 fokkal.
Mikor és hogyan alakult ki a Föld magja? Mennyi a kémiai elemek aránya benne? Miért nem homogén? Milyen hőmérséklet van ott? Hol van az energiaforrás? És ami a legfontosabb, miért alakult ki a mag egyáltalán a bolygón belül? Ezen és sok más kérdés mindegyikéhez számos hipotézis létezik.
Az ikrek közül melyik a szerencsés
A Vénuszt a Föld ikertestvérének tekintik – tömegében és méretében csak valamivel kisebb. De a jelenlegi körülmények a felszínén teljesen mások. A Földnek saját mágneses tere, légköre és bioszférája van.
A listán szereplő Vénusznak csak mérgező atmoszférája van, kénsav felhőkkel. A mágneses térnek a geológiai múltban nyoma sincs, pedig eltűnhettek volna. Valószínűleg köze van az ikrek eredetéhez.
A Vénusz és a Föld a Napot körülvevő gáz- és porköd egyik részében jött létre. A bolygók embriói növekedtek, egyre több anyagot vonzva magukhoz. Amikor a tömeg kritikussá vált, megkezdődött a melegítés és az olvadás. Az anyagot frakciókra osztották: nehéz elemek telepedtek meg benne, a könnyűek felemelkedtek.
A német, japán és francia tudósok szerint az olyan testek rétegződése, mint a Föld, egyenletes és stabil, minden réteg homogén. Ahhoz, hogy a mag kétrétegűnek és inhomogénnek bizonyuljon, valahol a folyamat végéhez közeledve a bolygónak nagyon erős becsapódást kellett tapasztalnia egy másik hatalmas testtől. Az „idegen” anyag egy része a Föld belsejében maradt, egy része kikerült a pályára, ahol aztán kialakult a Hold. A becsapódás következtében a bolygó belseje összekeveredett, és ez a mag részleges megolvadásához vezetett.
De a Vénusz evolúciója simán ment, kozmikus léptékű vészhelyzet nélkül. A rétegződés sikeresen befejeződött egy szilárd vasmag kialakulásával, amely nem képes mágneses teret generálni.
Van egy másik hipotézis: a vasolvadék spontán kristályosodása. Ehhez azonban le kell hűlnie ezer Kelvinre, ami lehetetlen.
Ez azt jelenti, hogy a kristályosodás magjai kívülről hatoltak be – állapították meg amerikai tudósok. Például az alsó köpenyből. Ezek nagy, több tíz és több száz méteres vasdarabok. Az a nagy kérdés, hogy honnan jönnek.
Az egyik válasz a Föld felszínén rejlik, ősi vastartalmú kvarcitok formájában. Talán több mint hárommilliárd évvel ezelőtt ezek a sziklák képezték az óceánok fenekét. A lemezek mozgása miatt a köpenybe, onnan pedig a magba zuhant.
Mágneses pajzs létrehozása
Az ólom radioaktív izotópjainak aránya a mag korát jelzi: körülbelül négy és fél milliárd év. A mágneses tér keletkezésének időpontja nem ismert. Nyomai már a Föld legősibb, 3,5 milliárd éves kőzeteiben is megtalálhatók.
A geodinamós modell szerint a Föld mágneses tere olyan vezető folyadékot igényel, amelynek forgását keveredés kíséri.
A probléma az, hogy a gyorsan forgó folyadékok mágneses tere előbb-utóbb elbomlik. A geológiai adatok alapján a Föld mágneses terének intenzitása nem változott a számunkra látható időtartam alatt. Valami állandó erős energiaforrásnak kell lennie.
Két jelölt van erre a szerepre. Termikus konvekció, amely akkor lehetséges, ha a belső mag melegebb, mint a külső, és kompozíciós konvekció, vagyis az elemek mozgása egyik részről a másikra. Ez azt jelenti, hogy a kernel kemény része növekszik. De nem kell félni a teljes megszilárdulástól. Ez több mint egymilliárd évig tart.
MOSZKVA, február 12. – RIA Novosztyi. Amerikai geológusok szerint a Föld belső magja a Föld 4,2 milliárd éve nem keletkezhetett abban a formában, ahogyan azt a tudósok ma elképzelik, mivel ez a fizika szempontjából lehetetlen – derül ki a folyóiratban megjelent cikkből. EPS levelek.
„Ha a fiatal Föld magja teljes egészében tiszta, homogén folyadékból állna, akkor a belső magnak elvileg nem szabadna léteznie, mivel ez az anyag nem hűlhet le arra a hőmérsékletre, amelyen kialakulása lehetséges. Ennek megfelelően ebben az esetben a Lehet, hogy a mag inhomogén összetételű, és felmerül a kérdés, hogyan vált azzá. Ezt a paradoxont fedeztük fel” – mondja James Van Orman (James Van Orman), a clevelandi Case Western Reserve Egyetemről (USA).
A távoli múltban a Föld magja teljesen folyékony volt, és nem két vagy három rétegből állt, amint azt egyes geológusok ma sugallják, egy belső fémmagból, valamint a vas és a körülötte lévő könnyebb elemek olvadékából.
Ebben az állapotban a mag gyorsan lehűlt és energiát veszített, ami az általa generált mágneses tér gyengüléséhez vezetett. Egy idő után ez a folyamat elért egy bizonyos kritikus pontot, és az atommag központi része "lefagyott", szilárd fémmaggá alakult, amit a mágneses tér erősségének megugrása és növekedése kísért.
Ennek az átmenetnek az ideje rendkívül fontos a geológusok számára, hiszen így hozzávetőlegesen megbecsülhetjük, hogy ma milyen gyorsan hűl le a Föld magja, és meddig fog kitartani bolygónk mágneses „pajzsa”, amely megvéd minket a kozmikus sugarak hatásától, ill. a Föld légkörét – a napszéltől.
A geológusok rájöttek, mi fordítja meg a Föld mágneses pólusaitSvájci és dán geológusok úgy vélik, hogy a mágneses pólusok időszakonként helyet cserélnek a szokatlan hullámok miatt a bolygó folyékony magjában, és időszakosan átrendezik annak mágneses szerkezetét, ahogy az egyenlítőtől a pólusok felé halad.Nos, ahogy Van Orman megjegyzi, a legtöbb tudós úgy véli, hogy ez a Föld életének első pillanataiban történt egy olyan jelenségnek köszönhetően, amelynek analógja megtalálható a bolygó légkörében vagy a gyorséttermek szódagépeiben.
A fizikusok már régen felfedezték, hogy egyes folyadékok, köztük a víz, a fagyáspontnál jóval alacsonyabb hőmérsékleten is folyékonyak maradnak, ha nincsenek benne szennyeződések, mikroszkopikus jégkristályok vagy erős rezgések. Ha könnyen felrázható, vagy egy porszemet ejtünk bele, akkor egy ilyen folyadék szinte azonnal megfagy.
A geológusok szerint valami hasonló történt körülbelül 4,2 milliárd évvel ezelőtt a Föld magjában, amikor annak egy része hirtelen kikristályosodott. Van Orman és kollégái megpróbálták reprodukálni ezt a folyamatot a bolygó belsejét ábrázoló számítógépes modellek segítségével.
Ezek a számítások váratlanul azt mutatták, hogy a Föld belső magja nem létezhet. Kiderült, hogy kőzeteinek kristályosodási folyamata nagyon eltér attól, ahogyan a víz és más túlhűtött folyadékok viselkednek - ehhez hatalmas hőmérséklet-különbség, több mint ezer kelvin és lenyűgöző méretű "porszemcse" szükséges, amelynek átmérőjének meg kell egyeznie. kb 20-45 kilométer.
Ennek eredményeként két forgatókönyv a legvalószínűbb – vagy a bolygó magjának teljesen meg kellett volna fagynia, vagy még mindig teljesen folyékonynak kellett volna maradnia. Mindkettő nem igaz, mivel a Földnek van egy belső szilárd és egy külső folyékony magja.
Más szóval, a tudósoknak még nincs válaszuk erre a kérdésre. Van Orman és munkatársai arra kérik a Föld minden geológusát, hogy gondolkodjon el azon, hogyan képződhet egy kellően nagy "vasdarab" a bolygó köpenyében, és hogyan "fulladhat meg" a magjában, vagy találjanak valami más mechanizmust, amely megmagyarázná, hogyan osztották fel a bolygót. két rész.