Nima uchun yadro issiq va yer sovuq. Nima uchun Yerning yadrosi issiq? Yadroning tashqi qatlami qanday o'rganiladi

MOSKVA, 13 iyun - RIA Novosti, Tatyana Pichugina. Shimoliy magnit qutb Kanadadan Severnaya Zemlya arxipelagiga qarab yiliga 55 kilometr tezlikda harakatlanishda davom etmoqda. Olimlarning taxmin qilishicha, qutblarning o‘zgarishiga sayyora yadrosining to‘g‘ridan-to‘g‘ri kuzatish uchun imkoni bo‘lmagan suyuq qismidagi tartibsizliklar sabab tayyorlanmoqda. U erda nima sodir bo'layotganini tushunish qiyin, ammo ko'plab farazlar mavjud.

"Temir dunyo" missiyasi

Nurlarning sirtdan aks etishidan, uning qanchalik tez isishi va sovishidan olimlar, agar to'liq bo'lmasa, aksariyat hollarda metall ekanligini tushunishdi. Aynan shu yerdan bizga temir meteoritlar etib kelgan bo'lishi mumkin. Bu juda kamdan-kam hollarda sodir bo'ladi, jami ikki yuzdan ortiq bunday hodisalar ma'lum emas.

Psixika sayyoraning yadrosi deb taxmin qilinadi quruqlik guruhi, uning tashqi qobiqlarini yo'qotgan. Yer va Venera bilan birgalikda bu sayyora Quyosh yaqinida shakllangan, ammo keyin nimadir sodir bo'ldi. Balki bu falokatdir yoki buning barchasi Yer sayyorasining qayta-qayta isishi - sayyoralar hosil bo'lgan materiya tromblari tufaylidir.

Olimlar, albatta, bizning avlodlarimiz manfaatlarini ko'zlab, konlarni geologik o'rganish uchun emas, balki "temir dunyo" ga kirishni xohlashadi. Avvalo - Yer yadrosining analogini yaqindan o'rganish.

Nima uchun temir yadro

Yerning yadrosi qiziqarli ob'ektdir. Uning tarkibi va harorati ustki qatlamlarda va atmosferada aks etadi. Asosiy - manba magnit maydon bu hayotga sabab bo'ldi. Xuddi shu joyda - er yuzidagi sayyoralarning shakllanishi sirining kaliti.

Yerning ichki qismi seysmik to'lqinlar va modellashtirish yordamida o'rganiladi. Taxminan aytganda, sayyora yuqori qobiqdan - qobiq, mantiya va yadrodan iborat.

O‘zagi temir ekanligini bir qancha faktlar tasdiqlaydi. Yerning o'ziga xos magnit maydoni bor, xuddi aylanish o'qi bo'ylab dipol kiritilgan. Mantiya bunday maydon hosil qila olmaydi, u juda zaif o'tkazadi elektr toki. Geodinamo modeliga ko'ra, faqat o'tkazuvchi suyuqlik bunga qodir. Bu yadroning bir qismi suyuq ekanligini anglatadi. Temir eng keng tarqalgan elementlardan biridir quyosh sistemasi. Bu uning meteoritlarda ko'pligi bilan tasdiqlanadi.

Elastik S-to'lqinlar yadroning tashqi qismida o'tmaydi, bu uning suyuqligini bildiradi. Ichki qism radiusi taxminan 1221 kilometr bo'lgan yadro S-to'lqinlarini zaif ravishda tarqatadi - shunga ko'ra, u qattiq yoki qattiqlikni taqlid qiladigan holatda. Yadrodagi ikkita qatlam orasidagi chegara, shuningdek, yadro va pastki mantiya o'rtasidagi chegara juda aniq.

Yadro temirdan iborat bo'lib, nikelning kichik aralashmalari (bu temir meteoritlarining tarkibi bilan ko'rsatilgan), kremniy, sulfidlar va kisloroddir.

Seysmik to'lqinlar o'tishining ba'zi xususiyatlari shuni ko'rsatadiki, ichki qattiq yadro mantiya va qobiqdan bir oz tezroq, yiliga taxminan 0,15 darajaga aylanadi.

Yerning yadrosi qachon va qanday shakllangan? Qanday nisbat kimyoviy elementlar? Nima uchun u bir hil emas? U yerda harorat qanday? Energiya manbai qayerda? Va eng muhimi, nega yadro hatto sayyora ichida paydo bo'lgan? Ushbu va boshqa ko'plab savollarning har biri uchun ko'plab farazlar mavjud.

Egizaklarning qaysi biri omadli

Venera Yerning egizaki hisoblanadi - u massasi va hajmi jihatidan biroz kichikroq. Ammo uning yuzasida hozirgi sharoit butunlay boshqacha. Yerning o'ziga xos magnit maydoni, atmosferasi va biosferasi mavjud.

Ushbu ro'yxatdagi Venera faqat sulfat kislota bulutlari bilan zaharli atmosferaga ega. Geologik o'tmishda magnit maydonning izlari yo'q, garchi ular yo'q bo'lib ketishi mumkin edi. Ehtimol, bu egizaklarning kelib chiqishi bilan bog'liq.

Venera va Yer Quyoshni oʻrab turgan gaz va chang tumanligining bir qismida hosil boʻlgan. Sayyoralarning embrionlari ko'payib, o'zlariga tobora ko'proq materiallarni jalb qildi. Massa kritik holga kelganda, isitish va erish boshlandi. Modda fraksiyalarga bo'lingan: og'ir elementlar ichkariga joylashdi, engil elementlar ko'tarildi.

Germaniya, Yaponiya va Fransiya olimlarining fikricha, Yer kabi jismlarning tabaqalanishi bir xil va barqaror, har bir qatlam bir jinsli. Yadro ikki qatlamli va bir jinsli bo'lib chiqishi uchun jarayonning oxiriga yaqin joyda sayyora boshqa massiv jismdan juda kuchli ta'sir ko'rsatishi kerak edi. "Begona" moddasining bir qismi Yerning ichaklarida qoldi, bir qismi orbitaga urilgan va u erda Oy paydo bo'lgan. Ta'sir natijasida sayyoraning ichki qismi aralashdi va bu yadroning qisman erishiga olib keldi.

Ammo Venera evolyutsiyasi muammosiz, kosmik miqyosda favqulodda vaziyatsiz o'tdi. Tabakalanish magnit maydon hosil qila olmaydigan qattiq temir yadro hosil bo'lishi bilan muvaffaqiyatli yakunlandi.

Yana bir gipoteza mavjud: temir eritmasining o'z-o'zidan kristallanishi. Biroq, buning uchun u ming Kelvingacha sovishi kerak, bu mumkin emas.

Bu shuni anglatadiki, kristallanish yadrolari tashqaridan kirib kelgan, degan xulosaga keldi AQSh olimlari. Masalan, pastki mantiyadan. Bu o'nlab va yuzlab metrli katta temir bo'laklari. Ular qayerdan kelgani katta savol.

Javoblardan biri Yer yuzasida qadimgi temirli kvartsitlar shaklida yotadi. Ehtimol, uch milliard yildan ko'proq vaqt oldin, bu jinslar okeanlarning tubini hosil qilgan. Plitalarning harakati tufayli u mantiyaga, u erdan esa yadroga tushib ketdi.

© RIA Novosti illyustratsiyasi. Alina Polyanina, NASATo'rt milliard yildan ko'proq vaqt oldin, Yer ulkan kosmik jism bilan to'qnashgan. Ta'sir natijasida uning hosil qiluvchi yadrosi aralashib, suyuq tashqi qismi unda ajralib chiqdi va bu magnit maydonning paydo bo'lishiga olib keldi. Zarba Oy paydo bo'lgan Yer moddasining bir qismini yo'q qildi

Erning markazida yuqori zichlik mintaqasi mavjudligini birinchi bo'lib taklif qilganlardan biri Genri Kavendish edi. U sayyoraning massasi va o'rtacha zichligini hisoblashga muvaffaq bo'ldi va u jinslarning zichligidan ancha katta ekanligini aniqladi.

Yer yadrosi - Yerning markaziy, eng chuqur qismi, sayyora mantiyasi ostida joylashgan.
U 2900 km chuqurlikda joylashgan. Sharning o'rtacha radiusi 3,5 ming km. Yerning qattiq yadrosi yuzasida harorat 6230±500 K (5960±500°C) ga etadi, markazda zichlik taxminan 12,5 t/m³, bosim 361 GPa (3,7 mln. atm) gacha. Yadroning massasi 1,932 1024 kg. Yerning yadrosini tashkil etuvchi modda bosimni (tortishish) isitadi.

Erning markazida yuqori zichlik mintaqasi mavjudligini birinchi bo'lib taklif qilganlardan biri Genri Kavendish edi. U sayyoraning massasi va o'rtacha zichligini hisoblashga muvaffaq bo'ldi va u yer yuzasiga keladigan jinslarning zichligidan ancha katta ekanligini aniqladi.

Yerning yadrosi haqida juda kam ma'lumot mavjud, hatto mavjud bo'lganlar ham bilvosita geofizik yoki geokimyoviy usullar bilan olinadi. Yadro moddasidan namunalar olish hali mumkin emas. Uning tarkibi to'g'ridan-to'g'ri ma'lum emas. Taxminlarga ko'ra, u boshqa siderofil elementlarning aralashmasi bilan temir-nikel qotishmasidan iborat.

Qalinligi taxminan 2200 km, ular orasida ba'zan o'tish zonasi ajralib turadi. Yadroning massasi 1,932 10 24 kg.

Yadro haqida juda kam narsa ma'lum - barcha ma'lumotlar bilvosita geofizik yoki geokimyoviy usullar bilan olinadi va yadro materiyasining tasvirlari mavjud emas va yaqin kelajakda olinishi dargumon. Biroq, fantast yozuvchilar allaqachon Yerning yadrosiga sayohat va u erda yashiringan behisob boyliklarni bir necha bor batafsil tasvirlab berishgan. Yadro xazinalariga umid ba'zi asoslarga ega, chunki zamonaviy geokimyoviy modellarga ko'ra, yadroda qimmatbaho metallar va boshqa qimmatli elementlarning miqdori nisbatan yuqori.

O'rganish tarixi

Ehtimol, Yerda zichlik oshgan hudud mavjudligi haqidagi birinchi taxminlardan biri Genri Kavendish tomonidan amalga oshirilgan bo'lib, u Yerning massasi va o'rtacha zichligini hisoblab chiqdi va u paydo bo'ladigan jinslarning zichligi xarakteristikasidan ancha yuqori ekanligini aniqladi. yer yuzasida.

Mavjudligini 1897 yilda nemis seysmologi E.Vichert, chuqurligini (2900 km) 1910 yilda amerikalik geofizik B.Gutenberg aniqlagan.

Xuddi shunday hisob-kitoblarni kichik sayyora jismlari yadrolarining bo'laklari bo'lgan metall meteoritlar uchun ham qilish mumkin. Ma'lum bo'lishicha, ulardagi yadroning shakllanishi bir necha million yillar davomida tezroq sodir bo'lgan.

Soroxtin va Ushakov nazariyasi

Ta'riflangan model yagona emas. Shunday qilib, Soroxtin va Ushakovning "Yerning rivojlanishi" kitobida bayon etilgan modeliga ko'ra, er yadrosining shakllanish jarayoni taxminan 1,6 milliard yilga cho'zilgan (4 yildan 2,6 milliard yil oldin). Mualliflarning fikricha, yadroning shakllanishi ikki bosqichda sodir bo'lgan. Dastlab, sayyora sovuq edi va uning tubida hech qanday harakat yo'q edi. Keyin u metall temirni eritishni boshlash uchun radioaktiv parchalanish bilan qizdirildi. U yerning markaziga oqib tusha boshladi, shu bilan birga tortishish farqlanishi tufayli, ko'p miqdorda issiqlik va yadroning ajralish jarayoni faqat tezlashdi. Bu jarayon faqat ma'lum bir chuqurlikka o'tdi, uning ostida modda shu qadar yopishqoq ediki, temir endi cho'kib keta olmaydi. Natijada erigan temir va uning oksidi zich (og'ir) halqasimon qatlam hosil bo'ldi. U Yerning dastlabki "yadrosi" ning engil moddasi tepasida joylashgan edi.

Nima uchun Yer yadrosi sovib ketmaydi va 4,5 milliard yil davomida taxminan 6000 ° S haroratgacha qiziydi? Savol juda murakkab, bundan tashqari, fan 100% aniq, tushunarli javob bera olmaydi. Biroq, buning ob'ektiv sabablari bor.

Juda ko'p sir

Haddan tashqari, ta'bir joiz bo'lsa, yer yadrosining siri ikki omil bilan bog'liq. Birinchidan, uning qanday, qachon va qanday sharoitda paydo bo'lganligini hech kim aniq bilmaydi - bu proto-Yerning shakllanishi paytida yoki shakllangan sayyora mavjudligining dastlabki bosqichlarida sodir bo'lgan - bularning barchasi katta sirdir. Ikkinchidan, yer yadrosidan namunalar olish mutlaqo mumkin emas - uning nimadan iboratligini hech kim bilmaydi. Bundan tashqari, yadro haqida bizga ma'lum bo'lgan barcha ma'lumotlar bilvosita usullar va modellar bilan to'planadi.

Nima uchun Yerning yadrosi issiq bo'lib qoladi?

Yerning yadrosi nima uchun bunchalik uzoq vaqt sovib ketmasligini tushunishga harakat qilish uchun avvalo uning isishiga nima sabab bo'lganini aniqlash kerak. Bizning ichaklarimiz, boshqa sayyoralar singari, heterojendir, ular turli zichlikdagi nisbatan aniq chegaralangan qatlamlardir. Ammo bu har doim ham shunday bo'lmagan: og'ir elementlar asta-sekin pastga tushib, ichki va tashqi yadroni tashkil qilgan, engil elementlar esa tepaga chiqib, mantiya va er qobig'ini hosil qilgan. Bu jarayon juda sekin davom etadi va issiqlik chiqishi bilan birga keladi. Biroq, bu isitishning asosiy sababi emas edi. Yerning butun massasi katta kuch bilan uning markaziga bosilib, taxminan 360 GPa (3,7 million atmosfera) fenomenal bosim hosil qiladi, buning natijasida temir-kremniy-nikel yadrosidagi radioaktiv uzoq umr ko'radigan elementlarning parchalanishi sodir bo'ladi. sodir bo'la boshladi, bu esa ulkan issiqlik chiqindilari bilan birga edi.

Qo'shimcha isitish manbai kinetik energiya, turli qatlamlar orasidagi ishqalanish natijasida hosil bo'lgan (har bir qatlam bir-biridan mustaqil ravishda aylanadi): ichki yadro tashqi va tashqi mantiya bilan.

Sayyoramizning ichaklari (nisbatlar bajarilmaydi). Uchta ichki qatlam orasidagi ishqalanish qo'shimcha isitish manbai bo'lib xizmat qiladi.

Yuqoridagilarga asoslanib, biz Yer va, xususan, uning ichaklari o'zini o'zi isitadigan o'zini o'zi ta'minlaydigan mashina degan xulosaga kelishimiz mumkin. Ammo bu shunday abadiy davom eta olmaydi: yadro ichidagi radioaktiv elementlarning zahiralari asta-sekin yo'q bo'lib ketadi va haroratni ushlab turish uchun boshqa hech narsa bo'lmaydi.

Sovuyapti!

Aslida, sovutish jarayoni juda uzoq vaqt oldin boshlangan, ammo u juda sekin davom etadi - asrda bir daraja. Taxminiy hisob-kitoblarga ko'ra, yadro to'liq sovib, undagi kimyoviy va boshqa reaksiyalarni to'xtatish uchun kamida 1 milliard yil kerak bo'ladi.

Qisqa javob: Yer, xususan, er yadrosi o'zini o'zi isitadigan mashinadir. Sayyoraning butun massasi uning markazini bosib, fenomenal bosim hosil qiladi va shu bilan radioaktiv elementlarning parchalanish jarayonini boshlaydi, buning natijasida issiqlik chiqariladi.

Bizning Yer sayyoramiz qatlamli tuzilishga ega va uchta asosiy qismdan iborat: er qobig'i, mantiya va yadro. Yerning markazi nima? Yadro. Yadroning chuqurligi 2900 km, diametri esa taxminan 3,5 ming km. Ichkarida - 3 million atmosfera dahshatli bosim va nihoyatda yuqori harorat - 5000 ° S. Yerning markazida nima borligini bilish uchun olimlar bir necha asrlarni talab qildi. Hatto zamonaviy texnologiya ham o'n ikki ming kilometrdan ham chuqurroq kira olmadi. Kola yarim orolida joylashgan eng chuqur quduq 12262 metr chuqurlikka ega. Yerning markazidan uzoqda.

Yer yadrosining ochilish tarixi

Sayyora markazida yadro borligi haqida birinchilardan bo'lib 18-asr oxirida ingliz fizigi va kimyogari Genri Kavendish taxmin qilgan. Jismoniy tajribalar yordamida u Yerning massasini hisoblab chiqdi va uning kattaligiga asoslanib, sayyoramiz moddasining o'rtacha zichligini aniqladi - 5,5 g / sm3. Er qobig'idagi ma'lum jinslar va minerallarning zichligi taxminan ikki baravar kam bo'ldi. Bundan Yerning markazida ko'proq maydon bor degan mantiqiy taxmin kelib chiqdi zich materiya- yadro.

1897 yilda nemis seysmologi E.Vichert seysmologik to'lqinlarning Yerning ichki qismlaridan o'tishini o'rganib, yadro mavjudligi haqidagi taxminni tasdiqlay oldi. 1910 yilda esa amerikalik geofizik B. Gutenberg uning joylashuvi chuqurligini aniqladi. Keyinchalik yadroning hosil bo'lish jarayoni haqidagi farazlar ham tug'ildi. Taxminlarga ko'ra, u og'irroq elementlarning markazga cho'kishi natijasida hosil bo'lgan va dastlab sayyora moddasi bir hil (gazsimon) bo'lgan.

Yadro nimadan yasalgan?

Namunasini olish mumkin bo'lmagan moddani uning fizik va kimyoviy parametrlar, juda qiyin. Olimlar faqat ma'lum xususiyatlarning mavjudligini, shuningdek, yadroning tuzilishi va tarkibini bilvosita belgilar bilan taxmin qilishlari kerak. Erning ichki tuzilishini o'rganishda seysmik to'lqinlarning tarqalishini o'rganish ayniqsa foydali bo'ldi. Sayyora yuzasining ko'p nuqtalarida joylashgan seysmograflar er qobig'ining silkinishidan kelib chiqadigan seysmik to'lqinlarning tezligi va o'tish turlarini qayd etadi. Bu ma'lumotlarning barchasi Yerning ichki tuzilishini, shu jumladan yadroni baholashga imkon beradi.

Bugungi kunga kelib, olimlar sayyoramizning markaziy qismi heterojen ekanligini taxmin qilmoqdalar. Yerning markazida nima bor? Mantiyaga tutash qismi suyuq yadro bo'lib, erigan moddalardan iborat. Ko'rinishidan, tarkibida temir va nikel aralashmasi mavjud. Bu g'oya olimlarni asteroid yadrolari bo'laklari bo'lgan temir meteoritlarni o'rganishga olib keldi. Boshqa tomondan, olingan temir-nikel qotishmalari yadroning kutilgan zichligidan yuqori zichlikka ega. Shu sababli, ko'plab olimlar Yerning markazida, yadroda, engilroq kimyoviy elementlar ham bor deb taxmin qilishadi.

Geofiziklar magnit maydonning mavjudligini suyuq yadro mavjudligi va sayyoraning o‘z o‘qi atrofida aylanishi bilan ham izohlaydi. Ma'lumki, oqim o'tganda o'tkazgich atrofida elektromagnit maydon paydo bo'ladi. Mantiyaga tutashgan erigan qatlam shunday ulkan oqim o'tkazuvchi o'tkazgich bo'lib xizmat qiladi.

Yadroning ichki qismi, bir necha ming daraja haroratga qaramay, qattiqdir. Buning sababi shundaki, sayyora markazidagi bosim juda yuqori bo'lib, issiq metallar qattiq holga keladi. Ba'zi olimlarning ta'kidlashicha, qattiq yadro vodoroddan iborat bo'lib, u aql bovar qilmaydigan bosim va ulkan harorat ta'sirida metallga o'xshaydi. Shunday qilib, Yerning markazi nima ekanligi, hatto geofiziklar hali ham aniq emas. Ammo masalani matematik nuqtai nazardan ko'rib chiqsak, Yerning markazi taxminan 6378 km masofada joylashganligini aytishimiz mumkin. sayyora yuzasidan.

Yer yadrosi ikkita qatlamni o'z ichiga oladi, ular orasida chegara zonasi mavjud: yadroning tashqi suyuq qobig'i qalinligi 2266 kilometrga etadi, uning ostida diametri 1300 km ga yetadigan massiv zich yadro joylashgan. O'tish zonasi bir xil bo'lmagan qalinlikka ega va asta-sekin qattiqlashadi, ichki yadroga o'tadi. Yuqori qatlam yuzasida harorat 5960 daraja Selsiy mintaqasida, garchi bu ma'lumotlar taxminiy hisoblanadi.

Tashqi yadroning taxminiy tarkibi va uni aniqlash usullari

Hatto er yadrosining tashqi qatlamining tarkibi haqida juda kam narsa ma'lum, chunki o'rganish uchun namunalar olish mumkin emas. Sayyoramizning tashqi yadrosi bo'lishi mumkin bo'lgan asosiy elementlar temir va nikeldir. Olimlar bu gipotezaga meteoritlarning tarkibini tahlil qilish natijasida kelishgan, chunki koinotdan sayohatchilar asteroidlar va boshqa sayyoralar yadrolarining parchalaridir.

Shunga qaramay, meteoritlarni mutlaqo bir xil deb hisoblash mumkin emas kimyoviy tarkibi, chunki asl kosmik jismlar ko'p edi Yerdan kichikroq o'lchamga. Ko‘p izlanishlardan so‘ng olimlar yadro moddasining suyuq qismi boshqa elementlar, jumladan, oltingugurt bilan juda suyultirilgan degan xulosaga kelishdi. Bu uning zichligi temir-nikel qotishmalariga qaraganda pastligini tushuntiradi.

Sayyora yadrosining tashqi qismida nima sodir bo'ladi?

Mantiya bilan chegaradagi yadroning tashqi yuzasi bir jinsli emas. Olimlarning ta'kidlashicha, u boshqa qalinlikka ega bo'lib, o'ziga xos ichki relyefni tashkil qiladi. Bu heterojen chuqur moddalarning doimiy aralashishi bilan bog'liq. Ular kimyoviy tarkibida har xil, shuningdek, turli xil zichlikka ega, shuning uchun yadro va mantiya orasidagi chegara qalinligi 150 dan 350 km gacha o'zgarishi mumkin.

O'tgan yillardagi fantasistlar o'z asarlarida chuqur g'orlar va er osti yo'llari orqali Yerning markaziga sayohatni tasvirlab berishgan. Bu haqiqatan ham mumkinmi? Afsuski, yadro yuzasidagi bosim 113 million atmosferadan oshadi. Bu shuni anglatadiki, har qanday g'or hatto mantiyaga yaqinlashish bosqichida ham qattiq "uriladi". Bu nima uchun sayyoramizda hatto 1 km dan ham chuqurroq g'orlar yo'qligini tushuntiradi.

Yadroning tashqi qatlami qanday o'rganiladi?

Olimlar seysmik faollikni kuzatish orqali yadro nimaga o'xshashligini va u nimadan iboratligini aniqlashlari mumkin. Shunday qilib, masalan, tashqi va ichki qatlamlar magnit maydon ta'sirida turli yo'nalishlarda aylanishi aniqlandi. Yerning yadrosi haligacha o'nlab ochilmagan sirlarni saqlaydi va yangi fundamental kashfiyotlarni kutmoqda.

Yer Quyosh tizimining boshqa jismlari qatori sovuq gaz va chang bulutidan uni tashkil etuvchi zarrachalarning toʻplanishi natijasida hosil boʻlgan. Sayyora paydo bo'lganidan keyin uning rivojlanishining mutlaqo yangi bosqichi boshlandi, bu fanda odatda pregeologik deb ataladi.
Davrning nomi o'tmishdagi jarayonlarning eng qadimgi dalillari - magmatik yoki vulqon jinslari - 4 milliard yildan oshmaganligi bilan bog'liq. Ularni bugungi kunda faqat olimlar o'rganishi mumkin.
Yerning rivojlanishining geologikgacha bo'lgan bosqichi hali ham ko'plab sirlarga to'la. U 0,9 milliard yilni o'z ichiga oladi va gazlar va suv bug'larining chiqishi bilan sayyorada vulqonizmning keng namoyon bo'lishi bilan tavsiflanadi. Aynan shu vaqtda Yerning asosiy qobiqlarga - yadro, mantiya, qobiq va atmosferaga tabaqalanish jarayoni boshlandi. Taxminlarga ko'ra, bu jarayon sayyoramizni kuchli meteorit bombardimon qilish va uning alohida qismlari erishi bilan qo'zg'atgan.
Yer tarixidagi asosiy voqealardan biri uning ichki yadrosining shakllanishi edi. Bu, ehtimol, sayyora rivojlanishining pregeologik bosqichida, barcha moddalar ikkita asosiy geosfera - yadro va mantiyaga bo'linganida sodir bo'lgan.
Afsuski, jiddiy ilmiy ma'lumotlar va dalillar bilan tasdiqlanadigan er yadrosining shakllanishi haqidagi ishonchli nazariya hali mavjud emas. Yerning yadrosi qanday shakllangan? Bu savolga olimlar ikkita asosiy farazni taklif qilishadi.
Birinchi versiyaga ko'ra, Yer paydo bo'lgandan so'ng darhol modda bir hil edi.
U butunlay mikrozarralardan iborat bo'lib, bugungi kunda meteoritlarda kuzatilishi mumkin. Ammo ma'lum bir vaqtdan so'ng, bu dastlab bir hil massa og'ir yadroga bo'lingan, u erda barcha temir shishalangan va engilroq silikat mantiya. Boshqacha qilib aytganda, eritilgan temir va og'ir tomchilar kimyoviy birikmalar sayyoramizning markaziga joylashdi va u erda yadro hosil qildi, u hozirgi kunga qadar erigan. Og'ir elementlar Yerning markaziga intilayotganda, engil shlaklar, aksincha, sayyoramizning tashqi qatlamlariga suzib bordi. Bugungi kunda bu yorug'lik elementlari yuqori mantiya va er qobig'ini tashkil qiladi.
Nega materiyaning bunday farqlanishi sodir bo'ldi? Taxminlarga ko'ra, uning paydo bo'lishi jarayoni tugagandan so'ng, Yer birinchi navbatda zarrachalarning tortishish to'planishi jarayonida ajralib chiqadigan energiya, shuningdek, radioaktiv parchalanish energiyasi tufayli jadal qiziy boshladi. individual kimyoviy elementlar.
Sayyoraning qo'shimcha isishi va temir-nikel qotishmasi hosil bo'lishi, uning sezilarli o'ziga xos og'irligi tufayli asta-sekin Yerning markaziga tushib ketganligi taxmin qilingan meteorit bombardimoniga yordam berdi.
Biroq, bu gipoteza ba'zi qiyinchiliklarga duch keladi. Masalan, qanday qilib temir-nikel qotishmasi, hatto ichida ham aniq emas suyuqlik holati ming kilometrdan ortiq pastga tushib, sayyora yadrosi mintaqasiga yetib borishga muvaffaq bo'ldi.
Ikkinchi gipotezaga ko'ra, Yer yadrosi sayyora yuzasi bilan to'qnashgan temir meteoritlardan hosil bo'lgan va keyinchalik u tosh meteoritlarning silikat qobig'i bilan to'lib toshgan va mantiyani hosil qilgan.

Bu gipotezada jiddiy kamchilik bor. Bunday holda, kosmosda temir va tosh meteoritlar alohida bo'lishi kerak. Zamonaviy tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, temir meteoritlari faqat katta bosim ostida, ya'ni bizning quyosh tizimimiz va barcha sayyoralar paydo bo'lgandan keyin parchalangan sayyoraning ichaklarida paydo bo'lishi mumkin edi.
Birinchi versiya mantiqiyroq ko'rinadi, chunki u Yer yadrosi va mantiya o'rtasidagi dinamik chegarani ta'minlaydi. Demak, ular orasidagi moddalarni ajratish jarayoni sayyorada juda uzoq vaqt davom etishi mumkin. uzoq vaqt, shu bilan Yerning keyingi evolyutsiyasiga katta ta'sir ko'rsatadi.
Shunday qilib, agar biz sayyora yadrosining shakllanishi haqidagi birinchi gipotezani asos qilib oladigan bo'lsak, u holda materiyaning differentsiatsiyasi jarayoni taxminan 1,6 milliard yilga cho'zilgan. Gravitatsion differentsiatsiya va radioaktiv parchalanish tufayli moddalarning ajralishi ta'minlandi.
Og'ir elementlar faqat shu chuqurlikka cho'kdiki, uning ostida modda shu qadar yopishqoq ediki, temir endi cho'kmaydi. Ushbu jarayon natijasida erigan temir va uning oksididan juda zich va og'ir halqasimon qatlam hosil bo'ldi. U sayyoramizning ibtidoiy yadrosining engil moddasi ustida joylashgan edi. Keyinchalik, Yerning markazidan engil silikat moddasi siqib chiqarildi. Bundan tashqari, u ekvatorda quvib chiqarildi, bu, ehtimol, sayyora assimetriyasining boshlanishini belgilab qo'ydi.
Taxminlarga ko'ra, Yerning temir yadrosi shakllanishi paytida sayyora hajmining sezilarli darajada pasayishi sodir bo'lgan, buning natijasida uning yuzasi hozirgi kunga qadar qisqargan. Er yuzasiga "yuzaga chiqqan" yorug'lik elementlari va ularning birikmalari yupqa birlamchi qobiqni hosil qilgan, u yer guruhining barcha sayyoralari kabi, yuqoridan cho'kindi qatlamlari bilan qoplangan vulqon bazaltlaridan iborat.
Biroq, yer yadrosi va mantiyaning shakllanishi bilan bog'liq o'tmishdagi jarayonlarning jonli geologik dalillarini topish mumkin emas. Yuqorida aytib o'tilganidek, Yer sayyorasidagi eng qadimgi jinslarning yoshi taxminan 4 milliard yil. Katta ehtimol bilan, sayyora evolyutsiyasining boshida, yuqori harorat va bosim ta'sirida, birlamchi bazaltlar metamorfozaga uchragan, erigan va bizga ma'lum bo'lgan granit-gneys jinslariga aylangan.
Ehtimol, Yer rivojlanishining dastlabki bosqichlarida shakllangan sayyoramizning yadrosi nimadan iborat? U tashqi va ichki qobiqlardan iborat. Ilmiy taxminlarga ko'ra, 2900-5100 km chuqurlikda tashqi yadro mavjud bo'lib, u o'z jismoniy xususiyatlar suyuqlikka yaqinlashadi.
Tashqi yadro erigan temir va nikel oqimi bo'lib, elektr tokini yaxshi o'tkazuvchidir. Olimlar yer magnit maydonining kelib chiqishini aynan shu yadro bilan bog‘lashadi. Yerning markazigacha qolgan 1270 km masofani 80% temir va 20% kremniy dioksididan tashkil topgan ichki yadro egallaydi.
Ichki yadro qattiq va yuqori haroratdir. Agar tashqi mantiya bilan bevosita bog'langan bo'lsa, unda Yerning ichki yadrosi o'z-o'zidan mavjud. Uning qattiqligi, yuqori haroratga qaramay, sayyora markazidagi 3 million atmosferaga etishi mumkin bo'lgan ulkan bosim bilan ta'minlanadi.
Natijada ko'plab kimyoviy elementlar metall holatga o'tadi. Shu sababli, hatto Yerning ichki yadrosi metall vodoroddan iborat degan fikr ham mavjud.
Zich ichki yadro sayyoramiz hayotiga jiddiy ta'sir ko'rsatadi. Unda engil gaz qobiqlarini, gidrosfera va geosfera qatlamlarini tarqalib ketishdan saqlaydigan sayyora tortishish maydoni to'plangan.
Ehtimol, bunday maydon o'sha paytda kimyoviy tarkibi va tuzilishi jihatidan qanday bo'lishidan qat'i nazar, sayyora paydo bo'lganidan beri yadroga xos bo'lgan. Bu hosil bo'lgan zarrachalarning markazga qisqarishiga yordam berdi.
Shunga qaramay, yadroning kelib chiqishi va Yerning ichki tuzilishini o'rganish tadqiqot bilan yaqindan shug'ullanadigan olimlar uchun eng dolzarb muammodir. geologik tarix bizning sayyoramiz. Bu masalaning yakuniy yechimi hali juda uzoqda. Turli xil qarama-qarshiliklarning oldini olish uchun, zamonaviy fan yadro hosil bo'lish jarayoni Yerning paydo bo'lishi bilan bir vaqtda sodir bo'la boshlaganligi haqidagi gipoteza qabul qilinadi.

Severnaya Zemlya arxipelagining yo'nalishi bo'yicha yiliga 55 kilometr tezlikda. Olimlarning taxmin qilishicha, qutblarning o‘zgarishiga sayyora yadrosining to‘g‘ridan-to‘g‘ri kuzatish uchun imkoni bo‘lmagan suyuq qismidagi tartibsizliklar sabab tayyorlanmoqda. U erda nima sodir bo'layotganini tushunish qiyin, ammo ko'plab farazlar mavjud.

"Temir dunyo" missiyasi

2022-yilda NASA Mars va Yupiter oralig‘ida joylashgan Psyche asteroidiga qurilma jo‘natmoqchi. U temir dunyo deb ataladi.

Psixika tashqi qobiqlarini yo'qotgan er yuzidagi guruh sayyorasining yadrosi deb taxmin qilinadi. Yer va Venera bilan birgalikda bu sayyora Quyosh yaqinida shakllangan, ammo keyin nimadir sodir bo'ldi. Balki bu falokatdir yoki buning barchasi Yer sayyorasining qayta-qayta isishi - sayyoralar hosil bo'lgan materiya tromblari tufaylidir.

Nima uchun temir yadro

Yerning yadrosi qiziqarli ob'ektdir. Uning tarkibi va harorati ustki qatlamlarda va atmosferada aks etadi. Yadro magnit maydonning manbai bo'lib, u tufayli hayot paydo bo'ldi. Xuddi shu joyda - er yuzidagi sayyoralarning shakllanishi sirining kaliti.

Yerning ichki qismi seysmik to'lqinlar va modellashtirish yordamida o'rganiladi. Taxminan aytganda, sayyora yuqori qobiqdan - qobiq, mantiya va yadrodan iborat.

O‘zagi temir ekanligini bir qancha faktlar tasdiqlaydi. Yerning o'ziga xos magnit maydoni bor, xuddi aylanish o'qi bo'ylab dipol kiritilgan. Mantiya bunday maydon hosil qila olmaydi, u elektr tokini juda zaif o'tkazadi. Geodinamo modeliga ko'ra, faqat o'tkazuvchi suyuqlik bunga qodir. Bu yadroning bir qismi suyuq ekanligini anglatadi. Temir quyosh tizimidagi eng keng tarqalgan elementlardan biridir. Bu uning meteoritlarda ko'pligi bilan tasdiqlanadi.

Elastik S-to'lqinlar yadroning tashqi qismida o'tmaydi, bu uning suyuqligini bildiradi. Taxminan 1221 kilometr radiusli yadroning ichki qismi S-to'lqinlarini zaif ravishda tarqatadi - shunga ko'ra u qattiq yoki qattiqlikni taqlid qiladigan holatda. Yadrodagi ikkita qatlam orasidagi chegara, shuningdek, yadro va pastki mantiya o'rtasidagi chegara juda aniq.

Yadro temirdan iborat bo'lib, nikelning kichik aralashmalari (bu temir meteoritlarining tarkibi bilan ko'rsatilgan), kremniy, sulfidlar va kisloroddir.

Seysmik to'lqinlar o'tishining ba'zi xususiyatlari shuni ko'rsatadiki, ichki qattiq yadro mantiya va qobiqdan bir oz tezroq, yiliga taxminan 0,15 darajaga aylanadi.

Yerning yadrosi qachon va qanday shakllangan? Undagi kimyoviy elementlarning nisbati qanday? Nima uchun u bir hil emas? U yerda harorat qanday? Energiya manbai qayerda? Va eng muhimi, nega yadro hatto sayyora ichida paydo bo'lgan? Ushbu va boshqa ko'plab savollarning har biri uchun ko'plab farazlar mavjud.

Egizaklarning qaysi biri omadli

Germaniya, Yaponiya va Fransiya olimlarining fikricha, Yer kabi jismlarning tabaqalanishi bir xil va barqaror, har bir qatlam bir jinsli. Yadro ikki qatlamli va bir jinsli bo'lib chiqishi uchun jarayonning oxiriga yaqin joyda sayyora boshqa massiv jismdan juda kuchli ta'sir ko'rsatishi kerak edi. "Begona" moddaning bir qismi Yerning ichaklarida qoldi, bir qismi orbitaga tushib ketdi va u erda Oy paydo bo'ldi. Ta'sir natijasida sayyoraning ichki qismi aralashdi va bu yadroning qisman erishiga olib keldi.

Ammo Venera evolyutsiyasi muammosiz, kosmik miqyosda favqulodda vaziyatsiz o'tdi. Tabakalanish magnit maydon hosil qila olmaydigan qattiq temir yadro hosil bo'lishi bilan muvaffaqiyatli yakunlandi.

Yana bir gipoteza mavjud: temir eritmasining o'z-o'zidan kristallanishi. Biroq, buning uchun u ming Kelvingacha sovishi kerak, bu mumkin emas.

Magnit qalqonni yaratish

Qo'rg'oshinning radioaktiv izotoplarining nisbati yadroning yoshini ko'rsatadi: taxminan to'rt yarim milliard yil. Magnit maydon qachon paydo bo'lganligi noma'lum. Uning izlari allaqachon Yerning eng qadimiy jinslarida topilgan, yoshi 3,5 milliard yil.

Geodinamo modeliga ko'ra, Yerning magnit maydoni aylanishi aralashtirish bilan birga bo'lgan o'tkazuvchi suyuqlikni talab qiladi.

Muammo shundaki, tez aylanadigan suyuqliklarning magnit maydoni ertami-kechmi parchalanadi. Geologik ma'lumotlarga ko'ra, Yer magnit maydonining intensivligi bizga ko'rinadigan vaqt oralig'ida o'zgarmagan. Har doim kuchli energiya manbai bo'lishi kerak.

Bu rolga ikkita nomzod bor. Termal konvektsiya, agar ichki yadro tashqi yadrodan issiqroq bo'lsa, mumkin bo'lgan va kompozitsion konvektsiya, ya'ni elementlarning bir qismdan ikkinchisiga o'tishi. Bu yadroning qattiq qismi ortib borayotganligini anglatadi. Ammo siz to'liq qotib qolishdan qo'rqmasligingiz kerak. Bu bir milliard yildan ko'proq vaqtni oladi.

MOSKVA, 12 fevral - RIA Novosti. Amerikalik geologlarning ta'kidlashicha, Yerning ichki yadrosi Yerning 4,2 milliard yilida bugungi kunda olimlar tasavvur qilgan ko'rinishda paydo bo'lishi mumkin emas edi, chunki bu fizika nuqtai nazaridan mumkin emas, deyiladi jurnalda chop etilgan maqolada. EPS harflari.

"Agar yosh Yerning yadrosi butunlay sof, bir hil suyuqlikdan iborat bo'lsa, unda ichki yadro printsipial jihatdan mavjud bo'lmasligi kerak, chunki bu modda uning shakllanishi mumkin bo'lgan haroratgacha sovishi mumkin emas. Shunga ko'ra, bu holda, yadro tarkibi jihatidan bir hil boʻlmasligi mumkin va u qanday qilib shunday boʻldi degan savol tugʻiladi.Bu biz kashf etgan paradoksdir”, deydi Klivlenddagi Case Western Reserve universitetidan (AQSh) Jeyms van Orman (Jeyms Van Orman).

Uzoq o'tmishda Yerning yadrosi butunlay suyuq bo'lib, bugungi kunda ba'zi geologlar ta'kidlaganidek, ikki yoki uchta qatlamdan iborat emas edi - ichki metall yadro va uni o'rab turgan temir eritmasi va engilroq elementlar.

Bunday holatda yadro tezda soviydi va energiyani yo'qotdi, bu esa u tomonidan yaratilgan magnit maydonning zaiflashishiga olib keldi. Bir muncha vaqt o'tgach, bu jarayon ma'lum bir tanqidiy nuqtaga yetdi va yadroning markaziy qismi "muzlab qoldi", qattiq metall yadrosiga aylandi, bu esa magnit maydon kuchining ko'tarilishi va o'sishi bilan birga keldi.

Ushbu o'tish vaqti geologlar uchun juda muhim, chunki u bugungi kunda Yer yadrosi qanchalik tez sovishini va sayyoramizning magnit "qalqoni" qancha davom etishini, bizni kosmik nurlar ta'siridan himoya qilishini taxmin qilish imkonini beradi va Yer atmosferasi - quyosh shamolidan.

Geologlar Yerning magnit qutblarini nima aylantirayotganini aniqlashdiShveytsariya va daniyalik geologlarning fikricha, magnit qutblar sayyoramizning suyuq yadrosi ichidagi g‘ayrioddiy to‘lqinlar ta’sirida vaqti-vaqti bilan o‘z o‘rnini o‘zgartirib turadi, ekvatordan qutblarga o‘tayotganda uning magnit tuzilishini vaqti-vaqti bilan o‘zgartirib turadi.

Endi, Van Orman ta'kidlaganidek, ko'pchilik olimlar bu Yer hayotining dastlabki daqiqalarida analogini sayyoramiz atmosferasida yoki tez ovqatlanish restoranlaridagi gazlangan suv mashinalarida topish mumkin bo'lgan hodisa tufayli sodir bo'lgan deb hisoblashadi.

Fiziklar uzoq vaqt oldin ba'zi suyuqliklar, shu jumladan suv muzlash nuqtasidan ancha past haroratlarda, agar ichida aralashmalar, mikroskopik muz kristallari yoki kuchli tebranishlar bo'lmasa, suyuq bo'lib qolishini aniqladilar. Agar uni silkitib qo'yish yoki unga bir parcha chang tushirish oson bo'lsa, unda bunday suyuqlik deyarli bir zumda muzlaydi.

Geologlarning fikriga ko'ra, shunga o'xshash narsa taxminan 4,2 milliard yil oldin Yer yadrosida sodir bo'lgan, uning bir qismi to'satdan kristallangan. Van Orman va uning hamkasblari ushbu jarayonni sayyora ichki qismining kompyuter modellari yordamida takrorlashga harakat qilishdi.

Bu hisob-kitoblar kutilmaganda Yerning ichki yadrosi mavjud bo'lmasligi kerakligini ko'rsatdi. Ma'lum bo'lishicha, uning tog' jinslarining kristallanish jarayoni suv va boshqa o'ta sovutilgan suyuqliklar qanday harakat qilishidan juda farq qiladi - buning uchun juda katta harorat farqi, ming kelvindan ortiq va diametri bo'lishi kerak bo'lgan ta'sirchan "chang donasi" kerak. taxminan 20-45 kilometr.

Natijada, ikkita stsenariy yuzaga kelishi mumkin - yoki sayyora yadrosi to'liq muzlashi kerak yoki u hali ham butunlay suyuq bo'lib qolishi kerak edi. Ikkalasi ham to'g'ri emas, chunki Yerning ichki qattiq va tashqi suyuq yadrosi bor.

Boshqacha aytganda, olimlar hali bu savolga javobga ega emaslar. Van Orman va uning hamkasblari Yerning barcha geologlarini sayyora mantiyasida etarlicha katta temir bo'lagi qanday paydo bo'lishi va uning yadrosida "cho'kishi" haqida o'ylashga yoki uning qanday bo'linishini tushuntirib beradigan boshqa mexanizmni topishga taklif qiladi. ikki qism.