De ce miezul este fierbinte și pământul rece. De ce este fierbinte nucleul Pământului? Cum se studiază stratul exterior al nucleului

MOSCOVA, 13 iunie - RIA Novosti, Tatyana Pichugina. Polul nord magnetic continuă să se deplaseze din Canada către arhipelagul Severnaya Zemlya cu o viteză de 55 de kilometri pe an. Oamenii de știință sugerează că se pregătește o schimbare a polilor din cauza tulburărilor din partea lichidă a nucleului planetei, inaccesibilă observațiilor directe. Ce se întâmplă exact acolo este greu de înțeles, dar există multe ipoteze.

Misiune în „lumea de fier”

Din reflectarea razelor de la suprafață, de la cât de repede se încălzește și se răcește, oamenii de știință și-au dat seama că, dacă nu complet, atunci în cea mai mare parte, metal. Este posibil ca de acolo să ajungă la noi meteoriții de fier. Acest lucru se întâmplă foarte rar, în total nu se cunosc mai mult de două sute de astfel de evenimente.

Se presupune că Psyche este miezul planetei grup terestru, care și-a pierdut învelișurile exterioare. Împreună cu Pământul și Venus, această planetă s-a format lângă Soare, dar apoi s-a întâmplat ceva. Poate că este o catastrofă, sau poate că toată vina este încălzirea repetată a planetei Pământ - cheaguri de materie din care se formează planetele.

Oamenii de știință doresc cu siguranță să intre în „lumea fierului”, și nu numai de dragul explorării geologice a zăcămintelor în interesul descendenților noștri. În primul rând - pentru a explora îndeaproape analogul nucleului Pământului.

De ce este miezul de fier

Miezul Pământului este un obiect interesant. Compoziția și temperatura sa se reflectă în straturile și atmosferă de deasupra. Core - sursă camp magnetic care a dat naștere la viață. În același loc - cheia misterului formării planetelor terestre.

Interiorul Pământului este explorat folosind unde seismice și modelare. Aproximativ vorbind, planeta este formată din învelișul superior - crusta, mantaua și miezul.

Faptul că miezul este fier este evidențiat de mai multe fapte. Pământul are propriul său câmp magnetic, ca și cum un dipol ar fi introdus de-a lungul axei de rotație. Mantaua nu poate genera un astfel de câmp, conduce prea slab electricitate. Conform modelului geodinam, doar un fluid conductor este capabil de acest lucru. Aceasta înseamnă că o parte a nucleului este lichidă. Fierul este unul dintre cele mai abundente elemente din sistem solar. Acest lucru este confirmat de abundența sa în meteoriți.

Undele S elastice nu trec în partea exterioară a nucleului, ceea ce înseamnă că este lichid. Partea interioară miezul cu o rază de aproximativ 1221 de kilometri se propagă slab undele S - în consecință, este fie solid, fie într-o stare care simulează duritatea. Granița dintre cele două straturi din miez este destul de clară, la fel și între miez și mantaua inferioară.

Se crede că miezul este fier, cu impurități mici de nichel (acest lucru este indicat de compoziția meteoriților de fier), siliciu, sulfuri și oxigen.

Unele caracteristici ale trecerii undelor seismice sugerează că miezul solid interior se rotește puțin mai repede decât mantaua și crusta, cu aproximativ 0,15 grade pe an.

Când și cum s-a format nucleul Pământului? Care este raportul elemente chimice? De ce nu este omogen? Care este temperatura acolo? Unde este sursa de energie? Și cel mai important, de ce s-a format nucleul în interiorul planetei? Pentru fiecare dintre acestea și multe alte întrebări, există multe ipoteze.

Care dintre gemeni este norocos

Venus este considerat geamănul Pământului - este doar puțin mai mic ca masă și dimensiune. Dar condițiile actuale de pe suprafața sa sunt complet diferite. Pământul are propriul câmp magnetic, atmosferă și biosferă.

Venus de pe această listă are doar o atmosferă otrăvitoare cu nori de acid sulfuric. Nu există urme ale câmpului magnetic în trecutul geologic, deși ar fi putut dispărea. Probabil că are ceva de-a face cu originea gemenilor.

Venus și Pământul s-au format într-o parte a nebuloasei de gaz și praf care înconjura Soarele. Embrionii planetelor au crescut, atrăgând din ce în ce mai mult material către ei înșiși. Când masa a devenit critică, au început încălzirea și topirea. Substanța a fost împărțită în fracții: elemente grele s-au așezat în interior, cele ușoare s-au ridicat.

Potrivit oamenilor de știință din Germania, Japonia și Franța, stratificarea unor corpuri precum Pământul este uniformă și stabilă, fiecare strat este omogen. Pentru ca nucleul să se dovedească a fi cu două straturi și neomogen, undeva aproape de sfârșitul procesului, planeta a trebuit să experimenteze un impact foarte puternic din partea unui alt corp masiv. O parte din substanța „extratereștrilor” a rămas în intestinele Pământului, o parte a fost aruncată pe orbită, unde s-a format apoi Luna. În urma impactului, interiorul planetei a fost amestecat, iar acest lucru a dus la o topire parțială a nucleului.

Dar evoluția lui Venus a decurs fără probleme, fără o urgență la scară cosmică. Stratificarea s-a finalizat cu succes cu formarea unui miez solid de fier, incapabil să genereze un câmp magnetic.

Există o altă ipoteză: cristalizarea spontană a fierului topit. Cu toate acestea, pentru aceasta el trebuie să se răcească la o mie de Kelvin, ceea ce este imposibil.

Asta înseamnă că nucleele de cristalizare au pătruns din exterior, au concluzionat oamenii de știință din SUA. De exemplu, din mantaua inferioară. Acestea sunt bucăți mari de fier de zeci și sute de metri. De unde vin ei este marea întrebare.

Unul dintre răspunsuri se află pe suprafața Pământului sub formă de cuarțite feruginoase antice. Poate cu mai bine de trei miliarde de ani în urmă, aceste roci au format fundul oceanelor. Datorită mișcării plăcilor, aceasta a plonjat în manta și de acolo în miez.

© ilustrație RIA Novosti. Alina Polyanina, NASAÎn urmă cu mai bine de patru miliarde de ani, Pământul s-a ciocnit cu un corp cosmic masiv. Ca urmare a impactului, miezul său de formare a fost amestecat, partea exterioară lichidă a fost separată în ea, ceea ce a dus la apariția unui câmp magnetic. Lovitura a eliminat o parte din substanța Pământului, din care a apărut Luna

Unul dintre primii care sugerează că există o regiune cu densitate crescută în centrul Pământului a fost Henry Cavendish. El a reușit să calculeze masa și densitatea medie a planetei și a constatat că este mult mai mare decât densitatea rocilor.

Miezul Pământului este partea centrală, cea mai adâncă a Pământului, situată sub mantaua planetei.
Se află la o adâncime de 2900 km. Raza medie a sferei este de 3,5 mii km. Temperatura de la suprafața nucleului solid al Pământului ajunge la 6230±500 K (5960±500°C), în centru densitatea este de aproximativ 12,5 t/m³, presiunea este de până la 361 GPa (3,7 milioane atm). Masa miezului este de 1.932 1024 kg. Substanța care alcătuiește nucleul Pământului încălzește presiunea (gravitația).

Există foarte puține informații despre miezul Pământului, chiar și ceea ce este disponibil este obținut prin metode indirecte geofizice sau geochimice. Nu este încă posibil să se preleveze mostre din substanța nucleului. Compoziția sa nu este cunoscută direct. Se presupune că constă dintr-un aliaj fier-nichel cu un amestec de alte elemente siderofile.

Cu o grosime de aproximativ 2200 km, între care se distinge uneori o zonă de tranziție. Masa miezului este de 1,932 10 24 kg.

Se cunosc foarte puține informații despre miez - toate informațiile sunt obținute prin metode indirecte geofizice sau geochimice, iar imaginile materiei de bază nu sunt disponibile și este puțin probabil să fie obținute în viitorul apropiat. Cu toate acestea, scriitorii de science fiction au descris deja în detaliu de mai multe ori călătoria către miezul Pământului și bogățiile nespuse ascunse acolo. Speranța pentru comorile nucleului are anumite temeiuri, deoarece, conform modelelor geochimice moderne, conținutul de metale nobile și alte elemente valoroase este relativ ridicat în nucleu.

Istoria studiului

Probabil că una dintre primele ipoteze despre existența unei zone cu densitate crescută în interiorul Pământului a fost făcută de Henry Cavendish, care a calculat masa și densitatea medie a Pământului și a constatat că aceasta este mult mai mare decât densitatea caracteristică rocilor care apar. pe suprafața pământului.

Existența a fost dovedită în 1897 de seismologul german E. Wiechert, iar adâncimea (2900 km) a fost determinată în 1910 de geofizicianul american B. Gutenberg.

Calcule similare pot fi făcute pentru meteoriții metalici, care sunt fragmente din nucleele unor corpuri planetare mici. S-a dovedit că formarea nucleului în ele a avut loc mult mai rapid, într-un timp de ordinul a câteva milioane de ani.

Teoria lui Sorokhtin și Ushakov

Modelul descris nu este singurul. Deci, conform modelului lui Sorokhtin și Ushakov, prezentat în cartea „Dezvoltarea Pământului”, procesul de formare a nucleului pământului s-a întins timp de aproximativ 1,6 miliarde de ani (de la 4 la 2,6 miliarde de ani în urmă). Potrivit autorilor, formarea nucleului a avut loc în două etape. La început, planeta era rece și nu era nicio mișcare în adâncurile ei. Apoi a fost încălzit de degradare radioactivă suficient pentru a începe să topească fierul metalic. A început să curgă spre centrul pământului, în timp ce datorită diferențierii gravitaționale, un numar mare de căldură, iar procesul de separare a nucleului doar accelerat. Acest proces a mers doar la o anumită adâncime, sub care substanța era atât de vâscoasă încât fierul nu se mai putea scufunda. Ca rezultat, s-a format un strat inelar dens (greu) de fier topit și oxidul acestuia. Era situat deasupra substanței mai ușoare a „nucleului” primordial al Pământului.

De ce nucleul Pământului nu se răcește și rămâne încălzit la o temperatură de aproximativ 6000°C timp de 4,5 miliarde de ani? Întrebarea este extrem de complexă, la care, de altfel, știința nu poate da un răspuns inteligibil 100% exact. Cu toate acestea, există motive obiective pentru aceasta.

Prea mult mister

Excesiv, ca să spunem așa, misterul miezului pământului este asociat cu doi factori. În primul rând, nimeni nu știe sigur cum, când și în ce circumstanțe s-a format - sa întâmplat în timpul formării proto-Pământului sau deja în primele etape ale existenței planetei formate - toate acestea sunt un mare mister. În al doilea rând, este absolut imposibil să obții mostre din miezul pământului - cu siguranță nimeni nu știe în ce constă. Mai mult, toate datele pe care le cunoaștem despre nucleu sunt colectate prin metode și modele indirecte.

De ce nucleul Pământului rămâne fierbinte?

Pentru a încerca să înțelegeți de ce miezul pământului nu se răcește atât de mult timp, trebuie mai întâi să vă dați seama ce a făcut să se încălzească în primul rând. Intestinele noastre, ca orice altă planetă, sunt eterogene, sunt straturi relativ clar delimitate de diferite densități. Dar nu a fost întotdeauna așa: elementele grele au coborât încet, formând miezul interior și exterior, cele ușoare au fost forțate spre vârf, formând mantaua și scoarța terestră. Acest proces decurge extrem de lent și este însoțit de eliberarea de căldură. Cu toate acestea, acesta nu a fost motivul principal al încălzirii. Întreaga masă a Pământului cu o forță mare apasă pe centrul său, producând o presiune fenomenală de aproximativ 360 GPa (3,7 milioane de atmosfere), în urma căreia dezintegrarea elementelor radioactive cu viață lungă conținute în miezul fier-siliciu-nichel. a început să apară, care a fost însoțită de emisii colosale de căldură.

O sursă suplimentară de încălzire este energie kinetică generate ca urmare a frecării dintre diferite straturi (fiecare strat se rotește independent de celălalt): miezul interior cu cel exterior și cel exterior cu mantaua.

Intestinele planetei (proporțiile nu sunt îndeplinite). Frecarea dintre cele trei straturi interioare servește ca o sursă suplimentară de încălzire.

Pe baza celor de mai sus, putem concluziona că Pământul și, în special, intestinele sale sunt o mașinărie autosuficientă care se încălzește singur. Dar nu poate continua atât de natural pentru totdeauna: stocurile de elemente radioactive din interiorul nucleului dispar încet și nu va mai rămâne nimic pentru a menține temperatura.

Se face frig!

De fapt, procesul de răcire a început deja cu foarte mult timp în urmă, dar decurge extrem de lent - cu o fracțiune de grad pe secol. Potrivit estimărilor aproximative, va dura cel puțin 1 miliard de ani pentru ca miezul să se răcească complet și să oprească reacțiile chimice și alte reacții din el.

Răspuns scurt: Pământul, și în special miezul pământului, este o mașină autosuficientă care se încălzește singur. Întreaga masă a planetei apasă pe centrul său, producând o presiune fenomenală și, prin urmare, declanșând procesul de dezintegrare a elementelor radioactive, în urma căruia se eliberează căldură.

Planeta noastră Pământ are o structură stratificată și este formată din trei părți principale: Scoarta terestra, mantaua si miezul. Care este centrul pământului? Miez. Adâncimea miezului este de 2900 km, iar diametrul este de aproximativ 3,5 mii km. În interior - o presiune monstruoasă de 3 milioane de atmosfere și o temperatură incredibil de ridicată - 5000 ° C. Pentru a afla ce se află în centrul Pământului, oamenii de știință au avut nevoie de câteva secole. Nici măcar tehnologia modernă nu putea pătrunde mai mult de douăsprezece mii de kilometri. Cea mai adâncă foră, situată în Peninsula Kola, are o adâncime de 12.262 de metri. Departe de centrul pământului.

Istoria descoperirii miezului pământului

Unul dintre primii care au ghicit despre prezența unui nucleu în centrul planetei a fost fizicianul și chimistul englez Henry Cavendish la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Cu ajutorul experimentelor fizice, a calculat masa Pământului și, pe baza dimensiunii sale, a determinat densitatea medie a substanței planetei noastre - 5,5 g / cm3. Densitatea rocilor și mineralelor cunoscute din scoarța terestră s-a dovedit a fi de aproximativ două ori mai mică. De aici a rezultat presupunerea logică că în centrul Pământului există o zonă mai mult materie densă- miez.

În 1897, seismologul german E. Wiechert, studiind trecerea undelor seismologice prin părțile interioare ale Pământului, a putut confirma ipoteza prezenței unui nucleu. Și în 1910, geofizicianul american B. Gutenberg a determinat adâncimea locației sale. Ulterior, s-au născut și ipoteze despre procesul de formare a nucleului. Se presupune că s-a format ca urmare a așezării elementelor mai grele în centru, iar inițial substanța planetei a fost omogenă (gazoasă).

Din ce este format miezul?

Examinați o substanță a cărei probă nu poate fi obținută pentru a-i studia fizica și parametrii chimici, destul de greu. Oamenii de știință trebuie doar să asume prezența anumitor proprietăți, precum și structura și compoziția nucleului prin semne indirecte. Deosebit de util în studiul structurii interne a Pământului a fost studiul propagării undelor seismice. Seismografele, situate în multe puncte de pe suprafața planetei, înregistrează viteza și tipurile de unde seismice trecătoare care decurg din tremurături ale scoarței terestre. Toate aceste date fac posibilă aprecierea structurii interne a Pământului, inclusiv a nucleului.

Până în prezent, oamenii de știință sugerează că partea centrală a planetei este eterogenă. Ce este în centrul pământului? Partea adiacentă mantalei este un miez lichid, constând din materie topită. Aparent, conține un amestec de fier și nichel. Această idee i-a condus pe oamenii de știință la studiul meteoriților de fier, care sunt bucăți de nuclee de asteroizi. Pe de altă parte, aliajele fier-nichel obținute au o densitate mai mare decât densitatea așteptată a miezului. Prin urmare, mulți oameni de știință tind să presupună că în centrul Pământului, nucleul, există și elemente chimice mai ușoare.

Geofizicienii explică și existența unui câmp magnetic prin prezența unui nucleu lichid și prin rotația planetei în jurul propriei axe. Se știe că un câmp electromagnetic în jurul unui conductor apare atunci când curge curent. Stratul topit adiacent mantalei servește ca un astfel de conductor gigant de transport de curent.

Partea interioară a nucleului, în ciuda temperaturii de câteva mii de grade, este un solid. Acest lucru se datorează faptului că presiunea din centrul planetei este atât de mare încât metalele fierbinți devin solide. Unii oameni de știință sugerează că miezul solid este format din hidrogen, care, sub influența unei presiuni incredibile și a unei temperaturi enorme, devine ca un metal. Astfel, care este centrul Pământului, nici măcar geofizicienii nu sunt încă cunoscuți cu siguranță. Dar dacă luăm în considerare problema din punct de vedere matematic, putem spune că centrul Pământului este situat la aproximativ 6378 km. de la suprafața planetei.

Miezul Pământului include două straturi cu o zonă de limită între ele: învelișul lichid exterior al nucleului atinge o grosime de 2266 de kilometri, sub acesta se află un nucleu dens masiv, al cărui diametru, conform estimărilor, ajunge la 1300 km. Zona de tranziție are o grosime neuniformă și se întărește treptat, trecând în miezul interior. Pe suprafața stratului superior, temperatura este în regiunea de 5960 de grade Celsius, deși aceste date sunt considerate aproximative.

Compoziția aproximativă a miezului exterior și metode de determinare a acestuia

Se știu foarte puține despre compoziția chiar și a stratului exterior al nucleului pământului, deoarece nu este posibil să se obțină mostre pentru studiu. Principalele elemente din care poate consta nucleul exterior al planetei noastre sunt fierul și nichelul. Oamenii de știință au ajuns la această ipoteză ca urmare a analizei compoziției meteoriților, deoarece rătăcitorii din spațiul cosmic sunt fragmente din nucleele asteroizilor și ale altor planete.

Cu toate acestea, meteoriții nu pot fi considerați absolut identici în ceea ce privește compoziție chimică, deoarece corpurile cosmice originale erau mult mai mic decât Pământul la dimensiune. După multe cercetări, oamenii de știință au ajuns la concluzia că partea lichidă a substanței nucleare este foarte diluată cu alte elemente, inclusiv cu sulf. Aceasta explică densitatea sa mai mică decât aliajele fier-nichel.

Ce se întâmplă în partea exterioară a miezului planetei?

Suprafața exterioară a miezului la limita cu mantaua este neomogenă. Oamenii de știință sugerează că are o grosime diferită, formând un fel de relief intern. Acest lucru se datorează amestecului constant de substanțe profunde eterogene. Ele sunt diferite ca compoziție chimică și au, de asemenea, densități diferite, astfel încât grosimea limitei dintre miez și manta poate varia de la 150 la 350 km.

Fantaștii din ultimii ani au descris în lucrările lor o călătorie în centrul Pământului prin peșteri adânci și pasaje subterane. Este cu adevărat posibil? Din păcate, presiunea de pe suprafața miezului depășește 113 milioane de atmosfere. Aceasta înseamnă că orice peșteră s-ar „trânti” strâns chiar și în stadiul de apropiere a mantalei. Aceasta explică de ce nu există peșteri mai adânci de 1 km pe planeta noastră.

Cum este studiat stratul exterior al nucleului?

Oamenii de știință pot judeca cum arată miezul și în ce constă prin monitorizarea activității seismice. Deci, de exemplu, s-a constatat că straturile exterior și interior se rotesc în direcții diferite sub influența unui câmp magnetic. Miezul Pământului deține încă zeci de mistere nerezolvate și așteaptă noi descoperiri fundamentale.

Pământul, împreună cu alte corpuri ale sistemului solar, s-a format dintr-un nor rece de gaz și praf prin acumularea particulelor care l-au alcătuit. După apariția planetei, a început o etapă complet nouă a dezvoltării acesteia, care în știință este de obicei numită pregeologică.
Numele perioadei se datorează faptului că cele mai vechi dovezi ale proceselor trecute - roci magmatice sau vulcanice - nu sunt mai vechi de 4 miliarde de ani. Doar oamenii de știință de astăzi le pot studia.
Etapa pre-geologică a dezvoltării Pământului este încă plină de multe mistere. Acesta acoperă o perioadă de 0,9 miliarde de ani și se caracterizează printr-o manifestare largă a vulcanismului pe planetă cu eliberare de gaze și vapori de apă. În acest moment a început procesul de stratificare a Pământului în învelișurile principale - nucleul, mantaua, crusta și atmosfera. Se presupune că acest proces a fost provocat de un bombardament intens de meteoriți asupra planetei noastre și de topirea părților sale individuale.
Unul dintre evenimentele cheie din istoria Pământului a fost formarea nucleului său interior. Acest lucru s-a întâmplat probabil în stadiul pregeologic al dezvoltării planetei, când toată materia a fost împărțită în două geosfere principale - nucleul și mantaua.
Din păcate, o teorie de încredere despre formarea nucleului pământului, care ar fi confirmată de informații și dovezi științifice serioase, nu există încă. Cum s-a format nucleul Pământului? La această întrebare, oamenii de știință oferă două ipoteze principale.
Potrivit primei versiuni, substanța imediat după formarea Pământului era omogenă.
Era format în întregime din microparticule, care pot fi observate astăzi în meteoriți. Dar, după o anumită perioadă de timp, această masă inițial omogenă a fost împărțită într-un miez greu, în care tot fierul sticlă, și o manta mai ușoară de silicat. Cu alte cuvinte, picături de fier topit și grele compuși chimici s-a stabilit în centrul planetei noastre și a format acolo un nucleu, care rămâne în mare parte topit până astăzi. Pe măsură ce elementele grele aspirau spre centrul Pământului, zgura ușoară, dimpotrivă, plutea în sus - spre straturile exterioare ale planetei. Astăzi, aceste elemente ușoare alcătuiesc mantaua superioară și scoarța terestră.
De ce a apărut o astfel de diferențiere a materiei? Se crede că imediat după finalizarea procesului de formare, Pământul a început să se încălzească intens, în primul rând datorită energiei eliberate în procesul de acumulare gravitațională a particulelor, precum și datorită energiei dezintegrarii radioactive a elemente chimice individuale.
O încălzire suplimentară a planetei și formarea unui aliaj fier-nichel, care, datorită gravitației sale specifice semnificative, a coborât treptat în centrul Pământului, a fost facilitată de presupusul bombardament cu meteoriți.
Cu toate acestea, această ipoteză se confruntă cu unele dificultăți. De exemplu, nu este complet clar cum un aliaj fier-nichel, chiar și în stare lichida a putut să coboare mai mult de o mie de kilometri și să ajungă în regiunea nucleului planetei.
Conform celei de-a doua ipoteze, nucleul Pământului a fost format din meteoriți de fier care s-au ciocnit cu suprafața planetei, iar mai târziu a fost acoperit cu o înveliș de silicat de meteoriți de piatră și a format mantaua.

Există un defect grav în această ipoteză. În această situație, în spațiul cosmic, meteoriții de fier și de piatră ar trebui să existe separat. Studiile moderne arată că meteoriții de fier ar fi putut apărea doar în intestinele unei planete care s-a destrămat sub presiune semnificativă, adică după formarea sistemului nostru solar și a tuturor planetelor.
Prima versiune pare mai logică, deoarece prevede o graniță dinamică între miezul Pământului și manta. Aceasta înseamnă că procesul de separare a materiei dintre ele ar putea continua pe planetă foarte mult timp. perioadă lungă de timp, exercitând astfel o mare influență asupra evoluției ulterioare a Pământului.
Astfel, dacă luăm ca bază prima ipoteză a formării nucleului planetei, atunci procesul de diferențiere a materiei s-a întins timp de aproximativ 1,6 miliarde de ani. Datorită diferențierii gravitaționale și a descompunerii radioactive, a fost asigurată separarea materiei.
Elementele grele s-au scufundat doar la o adâncime sub care substanța era atât de vâscoasă încât fierul nu se mai putea scufunda. Ca rezultat al acestui proces, s-a format un strat inelar foarte dens și greu de fier topit și oxidul acestuia. Era situat deasupra substanței mai ușoare a nucleului primordial al planetei noastre. Mai mult, o substanță de silicat ușor a fost stoarsă din centrul Pământului. Mai mult, a fost forțat să iasă la ecuator, ceea ce, probabil, a marcat începutul asimetriei planetei.
Se presupune că în timpul formării nucleului de fier al Pământului a avut loc o scădere semnificativă a volumului planetei, în urma căreia suprafața sa a scăzut până acum. Elementele ușoare și compușii lor care „au ieșit” la suprafață au format o crustă primară subțire, care, la fel ca toate planetele grupului terestru, era alcătuită din bazalți vulcanici acoperiți de sus de un strat de sedimente.
Cu toate acestea, nu este posibil să găsim dovezi geologice vii ale proceselor trecute asociate cu formarea miezului și a mantalei pământului. După cum sa menționat deja, cele mai vechi roci de pe planeta Pământ au aproximativ 4 miliarde de ani. Cel mai probabil, la începutul evoluției planetei, sub influența temperaturilor și presiunilor ridicate, bazalții primari s-au metamorfozat, s-au topit și s-au transformat în roci de granit-gneis cunoscute nouă.
Care este nucleul planetei noastre, care s-a format, probabil, în primele etape ale dezvoltării Pământului? Este format din cochilii exterioare și interioare. Conform ipotezelor științifice, la o adâncime de 2900-5100 km există un nucleu exterior, care, prin proprietăți fizice se apropie de lichid.
Miezul exterior este un curent de fier topit și nichel, un bun conductor de electricitate. Cu acest nucleu oamenii de știință asociază originea câmpului magnetic al pământului. Distanța de 1270 km rămasă până la centrul Pământului este ocupată de miezul interior, care este 80% fier și 20% dioxid de siliciu.
Miezul interior este dur și la temperatură ridicată. Dacă exteriorul este conectat direct cu mantaua, atunci nucleul interior al Pământului există de la sine. Duritatea sa, în ciuda temperaturilor ridicate, este asigurată de presiunea gigantică din centrul planetei, care poate ajunge la 3 milioane de atmosfere.
Ca urmare, multe elemente chimice trec într-o stare metalică. Prin urmare, s-a sugerat chiar că nucleul interior al Pământului este format din hidrogen metalic.
Miezul interior dens are un impact grav asupra vieții planetei noastre. Câmpul gravitațional planetar este concentrat în el, ceea ce împiedică împrăștierea învelișurilor de gaz ușoare, hidrosfera și straturile geosferice ale Pământului.
Probabil, un astfel de câmp a fost caracteristic nucleului încă de la formarea planetei, oricare ar fi fost atunci în ceea ce privește compoziția și structura sa chimică. A contribuit la contracția particulelor formate către centru.
Cu toate acestea, originea nucleului și studiul structurii interne a Pământului este cea mai urgentă problemă pentru oamenii de știință care sunt strâns implicați în cercetare. istoria geologică planeta noastră. Soluția finală a acestei probleme este încă foarte departe. Pentru a evita diverse contradicții, stiinta moderna se acceptă ipoteza că procesul de formare a nucleului a început să se producă concomitent cu formarea Pământului.

În direcția arhipelagului Severnaya Zemlya cu o viteză de 55 de kilometri pe an. Oamenii de știință sugerează că se pregătește o schimbare a polilor din cauza tulburărilor din partea lichidă a nucleului planetei, inaccesibilă observațiilor directe. Ce se întâmplă exact acolo este greu de înțeles, dar există multe ipoteze.

Misiune în „lumea de fier”

În 2022, NASA urmează să trimită un dispozitiv către asteroidul Psyche, situat între Marte și Jupiter. Se numește lumea de fier.

Se presupune că Psyche este nucleul planetei grupului terestru, care și-a pierdut învelișurile exterioare. Împreună cu Pământul și Venus, această planetă s-a format lângă Soare, dar apoi s-a întâmplat ceva. Poate că este o catastrofă, sau poate că toată vina este încălzirea repetată a planetei Pământ - cheaguri de materie din care se formează planetele.

De ce este miezul de fier

Miezul Pământului este un obiect interesant. Compoziția și temperatura sa se reflectă în straturile și atmosferă de deasupra. Miezul este sursa câmpului magnetic, datorită căruia a apărut viața. În același loc - cheia misterului formării planetelor terestre.

Interiorul Pământului este explorat folosind unde seismice și modelare. Aproximativ vorbind, planeta este formată din învelișul superior - crusta, mantaua și miezul.

Faptul că miezul este fier este evidențiat de mai multe fapte. Pământul are propriul său câmp magnetic, ca și cum un dipol ar fi introdus de-a lungul axei de rotație. Mantaua nu poate genera un astfel de câmp, conduce electricitatea prea slab. Conform modelului geodinam, doar un fluid conductor este capabil de acest lucru. Aceasta înseamnă că o parte a nucleului este lichidă. Fierul este unul dintre cele mai abundente elemente din sistemul solar. Acest lucru este confirmat de abundența sa în meteoriți.

Undele S elastice nu trec în partea exterioară a nucleului, ceea ce înseamnă că este lichid. Partea interioară a miezului cu o rază de aproximativ 1221 de kilometri propagă slab undele S - în consecință, este fie solidă, fie într-o stare care simulează duritatea. Granița dintre cele două straturi din miez este destul de clară, la fel și între miez și mantaua inferioară.

Se crede că miezul este fier, cu impurități mici de nichel (acest lucru este indicat de compoziția meteoriților de fier), siliciu, sulfuri și oxigen.

Unele caracteristici ale trecerii undelor seismice sugerează că miezul solid interior se rotește puțin mai repede decât mantaua și crusta, cu aproximativ 0,15 grade pe an.

Când și cum s-a format nucleul Pământului? Care este raportul elementelor chimice din el? De ce nu este omogen? Care este temperatura acolo? Unde este sursa de energie? Și cel mai important, de ce s-a format nucleul în interiorul planetei? Pentru fiecare dintre acestea și multe alte întrebări, există multe ipoteze.

Care dintre gemeni este norocos

Potrivit oamenilor de știință din Germania, Japonia și Franța, stratificarea unor corpuri precum Pământul este uniformă și stabilă, fiecare strat este omogen. Pentru ca nucleul să se dovedească a fi cu două straturi și neomogen, undeva aproape de sfârșitul procesului, planeta a trebuit să experimenteze un impact foarte puternic din partea unui alt corp masiv. O parte din substanța „extraterestră” a rămas în intestinele Pământului, o parte a fost aruncată pe orbită, unde s-a format apoi Luna. În urma impactului, interiorul planetei a fost amestecat, iar acest lucru a dus la o topire parțială a nucleului.

Există o altă ipoteză: cristalizarea spontană a fierului topit. Cu toate acestea, pentru aceasta el trebuie să se răcească la o mie de Kelvin, ceea ce este imposibil.

Crearea unui scut magnetic

Raportul dintre izotopii radioactivi ai plumbului indică vârsta miezului: aproximativ patru miliarde și jumătate de ani. Când a apărut câmpul magnetic este necunoscut. Urmele sale se găsesc deja în cele mai vechi roci ale Pământului, vechi de 3,5 miliarde de ani.

Conform modelului geodinam, câmpul magnetic al Pământului necesită un fluid conductor a cărui rotație este însoțită de amestecare.

Problema este că câmpul magnetic al lichidelor care se rotesc rapid se descompune mai devreme sau mai târziu. Judecând după datele geologice, intensitatea câmpului magnetic al Pământului nu s-a schimbat în perioada de timp vizibilă pentru noi. Trebuie să existe o sursă constantă de energie puternică.

Sunt doi candidați pentru acest rol. Convecția termică, care este posibilă dacă miezul interior este mai fierbinte decât cel exterior, și convecția compozițională, adică mișcarea elementelor dintr-o parte în alta. Aceasta înseamnă că partea dura a nucleului crește. Dar nu ar trebui să vă fie frică de solidificare completă. Acest lucru va dura mai mult de un miliard de ani.

MOSCOVA, 12 februarie - RIA Novosti. Geologii americani spun că nucleul interior al Pământului nu ar fi putut apărea 4,2 miliarde de ani de Pământ în forma în care oamenii de știință îl imaginează astăzi, deoarece acest lucru este imposibil din punct de vedere al fizicii, potrivit unui articol publicat în jurnal. Scrisori EPS.

„Dacă nucleul tânărului Pământ era format în întregime dintr-un lichid pur, omogen, atunci nucleolul interior nu ar trebui să existe în principiu, deoarece această materie nu s-ar putea răci la acele temperaturi la care a fost posibilă formarea sa. În consecință, în acest caz, miezul poate fi o compoziție neomogenă și se pune întrebarea cum a devenit așa. Acesta este paradoxul pe care l-am descoperit", spune James Van Orman (James Van Orman) de la Case Western Reserve University din Cleveland (SUA).

În trecutul îndepărtat, nucleul Pământului era complet lichid și nu era format din două sau trei, așa cum sugerează unii geologi de astăzi, straturi - un miez interior de metal și o topire de fier și elemente mai ușoare înconjurătoare.

În această stare, miezul s-a răcit rapid și a pierdut energie, ceea ce a dus la slăbirea câmpului magnetic generat de acesta. După ceva timp, acest proces a atins un anumit punct critic, iar partea centrală a nucleului a „înghețat”, transformându-se într-un nucleol metalic solid, care a fost însoțit de o creștere și creștere a puterii câmpului magnetic.

Momentul acestei tranziții este extrem de important pentru geologi, deoarece ne permite să estimăm aproximativ cât de repede se răcește nucleul Pământului astăzi și cât de mult va dura „scutul” magnetic al planetei noastre, protejându-ne de acțiunea razelor cosmice și atmosfera Pământului – de la vântul solar.

Geologii au descoperit ce anume inversează polii magnetici ai PământuluiGeologii elvețieni și danezi cred că polii magnetici își schimbă periodic locul din cauza undelor neobișnuite din interiorul nucleului lichid al planetei, rearanjându-și periodic structura magnetică pe măsură ce se deplasează de la ecuator la poli.

Acum, după cum notează Van Orman, majoritatea oamenilor de știință cred că acest lucru s-a întâmplat în primele momente ale vieții Pământului datorită unui fenomen al cărui analog poate fi găsit în atmosfera planetei sau în aparatele de sifon din restaurantele fast-food.

Fizicienii au descoperit cu mult timp în urmă că unele lichide, inclusiv apa, rămân lichide la temperaturi mult mai mici decât punctul de îngheț, dacă în interior nu există impurități, cristale microscopice de gheață sau vibrații puternice. Dacă este ușor să-l scuturați sau să aruncați o bucată de praf în el, atunci un astfel de lichid îngheață aproape instantaneu.

Ceva similar, potrivit geologilor, s-a întâmplat acum aproximativ 4,2 miliarde de ani în interiorul nucleului Pământului, când o parte din acesta s-a cristalizat brusc. Van Orman și colegii săi au încercat să reproducă acest proces folosind modele computerizate ale interiorului planetei.

Aceste calcule au arătat în mod neașteptat că nucleul interior al Pământului nu ar trebui să existe. S-a dovedit că procesul de cristalizare a rocilor sale este foarte diferit de modul în care se comportă apa și alte lichide suprarăcite - acest lucru necesită o diferență uriașă de temperatură, mai mult de o mie de kelvin și o dimensiune impresionantă a „bob de praf”, al cărui diametru ar trebui să fie aproximativ 20-45 de kilometri.

Ca rezultat, două scenarii sunt cel mai probabil - fie nucleul planetei ar fi trebuit să înghețe complet, fie ar fi trebuit să rămână complet lichid. Atât acesta, cât și altul nu corespund realității, deoarece Pământul are într-adevăr un nucleu lichid intern ferm și extern.

Cu alte cuvinte, oamenii de știință nu au încă un răspuns la această întrebare. Van Orman și colegii săi îi invită pe toți geologii Pământului să se gândească la modul în care o „bucată” de fier suficient de mare s-ar putea forma în mantaua planetei și „se îneca” în miezul acesteia sau să găsească un alt mecanism care să explice modul în care a fost împărțită în două părți.