Как доказали что у земли есть ядро

Строение Земли: как ученые заглянули внутрь планеты

Ты наверняка знаешь, что наша планета состоит из нескольких слоев: сверху находится земная кора, ниже лежит мантия, а в центре располагается ядро, которое делится на внешнее и внутреннее. Но каким образом ученые это выяснили? Ведь ни мантию, ни тем более ядро Земли никто никогда не видел. Может быть, геологи исследовали недра, просверлив в Земле гигантский шурф? Увы, самая глубокая скважина, когда-либо пробуренная людьми, – Кольская сверхглубокая – уходит вниз лишь на двенадцать с небольшим километров. Если представить нашу Землю в виде яблока, то этой скважиной мы бы даже не проткнули его кожуру!

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

ДВА СИГНАЛА ОТ ДВУХ ПОРОД

В 1909 году хорватский сейсмолог Андрия Мохоровичич с помощью разработанных им приборов-сейсмографов зарегистрировал небольшое землетрясение, произошедшее и 39 км 01 3aipe6a, где эти приборы были установлены. Казалось бы, сейсмографы должны были просто зафиксировать каждый толчок произошедшего землетрясения. Однако на приборах почему-то были видны записи не одного, а как будто двух землетрясений, имевших разную силу и произошедших в разное время. Присмотревшись внимательнее к показаниям прибора, Мохоровичич понял, что часть колебаний Земли достигла сейсмографов напрямую, а часть отразилась от пород, лежащих ниже и отличающихся от верхних своими свойствами. Границу между этими породами впоследствии назвали поверхностью Мохоровичича. А дальнейшие наблюдения с помощью сейсмических приборов, установленных в разных местах, показали, что она пролегает на глубине от 500 метров (в некоторых местах под океанами) до 70 километров (под крупнейшими горными массивами на континентах).

Прошло немного времени, и ученые установили сейсмографы по всему земному шару. Теперь, когда происходило землетрясение, приборы по всей планете регистрировали идущие от него колебания. Причем регистрировали они два типа сейсмических волн: продольные – это фактически звуковые колебания, передающиеся в горных породах, и поперечные, характеризующиеся смещением грунта из стороны в сторону. Вскоре немецкий ученый Бено Гутенберг заметил, что если землетрясение случается на противоположной от установленного сейсмографа стороне Земли, то продольные волны доходят до прибора обычным образом, а вот поперечные как будто огибают некое препятствие в центре Земли. Поскольку ученые уже знали, что поперечные волны, в отличие от продольных, не распространяются в жидкости, был сделан вывод, что где-то в центре Земли имеется жидкий слой. Проанализировав записи поперечных волн, ученые выяснили, что верхняя граница этого слоя находится на глубине около 2900 км относительно земной поверхности. Так была открыта еще одна невидимая подземная граница – поверхность Гутенберга.

А затем оказалось, что средняя скорость продольных волн, идущих через центр Земли или очень близко к нему, немного больше, чем у таких же волн, проходящих сбоку от центра. Очевидно, что в центре Земли скорость волн возрастает, и значит, здесь снова происходит изменение физических свойств ядра, а именно, оно из жидкого превращается в твердое! Так ученые установили, что на глубине более 5100 км находится твердое земное ядро.

ГОСТИ ИЗ ПОДЗЕМЕЛЬЯ

Итак, геологи и создали знакомую нам схему строения Земли. То, что выше поверхности Мохоровичича, назвали земной корой, слой между ней и границей Гутенберга – мантией, центральную часть – ядром, а место изменения скорости продольных волн в ядре определили как границу жидкого внешнего и твердого внутреннего ядра. Но из каких же веществ состоят эти слои?

Казалось бы, узнать состав мантии довольно просто, ведь на поверхности Земли много горных пород, которые сформировались в мантии. (Правда, тут нужно отличить породу, зародившуюся в мантии, от породы, образовавшейся в более высоком слое, но это можно сделать, зная, при каком давлении формируется тот или иной вид горных пород). Но проблема в том, что, перемещаясь из глубин Земли к поверхности, породы частично оплавляются. И если по химическому составу они действительно, скорее всего, очень близки к породам мантии, то по структуре – вряд ли.

К счастью, в мантийных породах иногда встречаются фрагменты, которые не подвергались плавлению. Например в базальтах можно найти включения, поднятые с глубины 80 км. А алмазы в кимберлитах (другом виде частично оплавленных пород мантии) образовались, как считают геологи, на глубинах 100-200 км, то есть алмаз – самый глубокий фрагмент Земли, доступный изучению.

Словом, геологический состав мантии установлен довольно точно. Однако остается неизвестным, как различные мантийные породы (а их на сегодняшний день известен уже не один десяток) соотносятся между собой, каковы закономерности их залегания. То, что мы знаем сейчас о мантии, можно сравнить с тем, что может узнать о горах человек, который их никогда не видел, но внимательно изучил гальку, принесенную с гор рекой.

А что же с составом ядра? Никакие его части на поверхности Земли не появлялись. Однако анализируя скорость распространения сейсмических волн в ядре, ученые довольно точно смогли определить его плотность. Оказалось, что на границе с мантией плотность ядра в 10, а в центре – в 14 раз больше плотности воды. Для сравнения: плотность горных пород на поверхности Земли превышает плотность воды в три-четыре раза. Логично предположить, что ядро состоит из металла, причем достаточно тяжелого – магний или алюминий не подойдут. А вот железо годится на эту роль, у него и плотность подходящая, и оно – самый распространенный металл во Вселенной. Поэтому ученые и сделали вывод что ядро Земли, скорее всего, состоит из железа.

Источник

Откуда мы знаем, что находится в ядре Земли?

Люди заполнили Землю. Мы завоевывали земли, летали по воздуху, ныряли в глубины океана. Мы даже побывали на Луне. Но мы никогда не были в ядре планеты. Мы даже и близко к нему не подобрались. Центральная точка Земли находится в 6000 километрах внизу, и даже самая дальняя часть ядра находится в 3000 километрах под нашими ногами. Самая глубокая дыра, которую мы сделали на поверхности — это Кольская сверхглубокая скважина в России, да и то она уходит вглубь земли на жалкие 12,3 километра.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Все известные события на Земле происходят близко к поверхности. Лава, которая извергается из вулканов, сначала плавится на глубине нескольких сотен километров. Даже бриллианты, которым необходимо чрезвычайное тепло и давление для образования, рождаются в породах на глубине не более 500 километров.

Все, что ниже, окутано тайной. Кажется недостижимым. И все же мы знаем довольно много интересного о нашем ядре. У нас даже есть некоторое представление о том, как оно сформировалось миллиарды лет назад — и все без единого физического образца. Как же нам удалось узнать так много о ядре Земли?

Для начала нужно хорошо подумать о массе Земли, говорит Саймон Редферн из Кембриджского университета в Великобритании. Мы можем оценить массу Земли, наблюдая за эффектом гравитации планеты, который она оказывает на объекты на поверхности. Выяснилось, что масса Земли составляет 5,9 секстиллиона тонн: это 59 с двадцатью нулями.

Но на поверхности нет признаков такой массы.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

«Плотность материала на поверхности Земли намного ниже, чем средняя плотность всей Земли, что говорит нам о том, что есть что-то более плотное, — говорит Редферн. — Это первое».

По существу, большая часть земной массы должна быть расположена по направлению к центру планеты. Следующим шагом будет выяснить, из каких тяжелых материалов состоит ядро. И оно состоит почти полностью из железа. 80% ядра — это железо, однако точную цифру еще придется выяснить.

Главным доказательством этого является огромное количество железа во Вселенной вокруг нас. Это один из десяти самых распространенных элементов в нашей галактике, который также часто встречается в метеоритах. При всем этом на поверхности Земли намного меньше железа, чем можно было бы ожидать. Согласно теории, когда Земли образовалась 4,5 миллиарда лет назад, много железа утекло вниз к ядру.

Там сосредоточена большая часть массы, а значит, и железо должно там быть. Железо также относительно плотный элемент при нормальных условиях, а под сильным давлением в ядре Земли оно будет еще плотнее. Железное ядро могло бы объяснить всю недостающую массу.

Но погодите. Как железо вообще там оказалось? Железо должно было каким-то образом притянуться — в буквальном смысле — к центру Земли. Но сейчас этого не происходит.

Большая часть остальной Земли состоит из горных пород — силикатов — и расплавленное железо с трудом через них проходит. Подобно тому, как вода на жирной поверхности образует капли, железо собирается в небольших резервуарах, отказываясь растекаться и разливаться.

Возможное решение было обнаружено в 2013 году Венди Мао из Стэнфордского университета и ее коллегами. Они задались вопросом, что происходит, когда железо и силикат подвергаются сильному давлению глубоко в земле.

Плотно сжимая оба вещества при помощи алмазов, ученым удалось протолкнуть расплавленное железо через силикат. «Это давление существенно изменяет свойства взаимодействия железа с силикатами, — говорит Мао. — При высоком давлении образуется «сеть плавления».

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

В этот момент вы можете спросить: откуда мы, собственно, знаем размер ядра? Почему ученые считают, что оно начинается в 3000 километрах? Ответ один: сейсмология.

Когда происходит землетрясение, оно посылает ударные волны по всей планете. Сейсмологи записывают эти колебания. Будто бы мы бьем по одной стороне планеты гигантским молотом и прислушиваемся к шуму на другой стороне.

«В 1960-х годах произошло землетрясение в Чили, которое дало нам огромное количество данных, — говорит Редферн. — Все сейсмические станции по всей Земле записывали толчки этого землетрясения».

В зависимости от маршрута этих колебаний, они проходят через разные участки Земли, и это влияет на то, какой «звук» они издают на другом конце.

В начале истории сейсмологии стало очевидно, что некоторые колебания пропали без вести. Эти «S-волны» ожидали увидеть на другом конце Земли после происхождения на одном, но не увидели. Причина этому простая. S-волны реверберируют через твердый материал и не могут проходить через жидкость.

Должно быть, они столкнулись с чем-то расплавленным в центре Земли. Составив карту путей S-волн, ученые пришли к выводу, что на глубине примерно 3000 километров породы становятся жидкими. Это также говорит о том, что все ядро расплавленное. Но у сейсмологов был и другой сюрприз в этой истории.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Идея Леман была подтверждена в 1970 году, когда более чувствительные сейсмографы показали, что P-волны действительно проходят через ядро и, в некоторых случаях, отражаются от него под некоторыми углами. Неудивительно, что в конце концов они оказываются на другой стороне планеты.

Конкурирующие страны узнавали о ядерном потенциале друг друга и параллельно с этим мы узнавали все больше и больше о ядре Земли. Сейсмология до сих пор используется для обнаружения ядерных взрывов сегодня.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Вопросов от этого не становится меньше, особенно на тему внутреннего ядра. К примеру, насколько оно горячее? Выяснить это оказалось не так-то просто, и ученые долгое время ломали голову, говорит Лидунка Вокадло из Университетского колледжа Лондона в Великобритании. Мы не можем засунуть туда термометр, поэтому единственный возможный вариант — это создать нужное давление в лабораторных условиях.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

В 2013 году группа французских ученых произвели лучшую оценку на сегодняшний день. Они подвергли чистое железо давлению в половину того, что имеется в ядре, и отталкивались уже от этого. Температура плавления чистого железа в ядре составляет примерно 6230 градусов. Присутствие других материалов может немного снизить точку плавления, до 6000 градусов. Но это все равно горячее, чем на поверхности Солнца.

Будучи своего рода поджаренной картошкой в мундире, ядро Земли остается горячим, благодаря теплу, оставшемуся от образования планеты. Оно также извлекает тепло из трения, возникающего по мере движения плотных материалов, а также распада радиоактивных элементов. Остывает оно примерно на 100 градусов по Цельсию каждый миллиард лет.

Знать эту температуру полезно, поскольку она влияет на скорость прохождения колебаний через ядро. И это удобно, потому что в этих вибрациях есть что-то странное. P-волны проходят неожиданно медленно через внутреннее ядро — медленнее, чем если бы оно состояло из чистого железа.

«Скорости волн, которые сейсмологи измерили в землетрясениях, значительно ниже, чем показывает эксперимент или компьютерный расчет, — говорит Вокадло. — Никто пока не знает, почему так».

Очевидно, к железу примешивается другой материал. Возможно, никель. Но ученые посчитали, как сейсмические волны должны проходить через железо-никелевый сплав, и не смогли подогнать расчеты под наблюдения.

Вокадло и ее коллеги в настоящее время рассматривают возможность присутствия в ядре других элементов, например, серы и кремния. Пока никто не смог придумать теорию состава внутреннего ядра, которая удовлетворила бы всех. Проблема Золушки: туфелька никому не подходит. Вокадло пытается экспериментировать с материалами внутреннего ядра на компьютере. Она надеется найти комбинацию материалов, температур и давления, которые будут замедлять сейсмические волны на правильную величину.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

«Если этот эффект реален, мы могли бы примирить результаты минеральной физики с результатами сейсмологии, — говорит Вокадло. — Люди пока не могут этого сделать».

Существует еще много загадок, связаных с ядром Земли, которые еще предстоит решить. Но не имея возможности погрузиться на эти невообразимые глубины, ученые совершают подвиг, выясняя, что находится в тысячах километров под нами. Скрытые процессы недр Земли чрезвычайно важно изучать. У Земли есть мощное магнитное поле, которое генерируется благодаря частично расплавленному ядру. Постоянное движение расплавленного ядра порождает электрический ток внутри планеты, и он, в свою очередь, генерирует магнитное поле, которое уходит далеко в космос.

Это магнитное поле защищает нас от вредного солнечного излучения. Не будь ядро Земли таким, каким оно является, не было бы магнитного поля, а мы бы серьезно от этого страдали. Вряд ли кто-нибудь из нас сможет увидеть ядро своими глазами, но хорошо просто знать, что оно там есть.

Источник

Почему у Земли жидкое ядро?

Уронив ключи в поток расплавленной лавы, попрощайся с ними, потому что, ну, чувак, они – всё.
— Джек Хэнди

Взглянув на нашу родную планету, можно заметить, что 70% её поверхности покрыто водой.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Мы все знаем, отчего это так: потому что океаны Земли всплывают над камнями и грязью, из которых состоит суша. Концепция плавучести, при которой менее плотные объекты всплывают над более плотными, погружающимися ниже, объясняет гораздо больше, чем просто океаны.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Тот же принцип, объясняющий, почему лёд плавает в воде, шар с гелием поднимается в атмосфере, а камни тонут в озере, объясняет, почему слои планеты Земля устроены именно так.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Наименее плотная часть Земли, атмосфера, плавает над водными океанами, которые плавают над земной корой, которая находится над более плотной мантией, которая не тонет в самую плотную часть Земли: в ядро.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

В идеале самым стабильным состоянием Земли было бы такое, которое идеально распределялось бы на слои, на манер луковицы, и самые плотные элементы были в центре, а по мере продвижения наружу каждый последующий слой состоял бы из менее плотных элементов. И каждое землетрясение, на самом-то деле, двигает планету по направлению к этому состоянию.

И это объясняет строение не только Земли, но и всех планет, если вспомнить, откуда эти элементы взялись.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Когда Вселенная была молодой – возрастом всего в несколько минут – в ней существовали только водород и гелий. Все более тяжёлые элементы создавались в звёздах, и только когда эти звёзды погибли, тяжёлые элементы вышли во Вселенную, позволяя формироваться новым поколениям звёзд.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Но на этот раз смесь всех этих элементов – не только водорода с гелием, но и углерода, азота, кислорода, кремния, магния, серы, железа и других – формирует не только звезду, но и протопланетный диск вокруг этой звезды.

Давление изнутри наружу в формирующейся звезде выталкивает более лёгкие элементы, а гравитация приводит к тому, что неравномерности в диске коллапсируют и формируют планеты.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

В случае Солнечной системы четыре внутренних мира являются самыми плотными из всех планет системы. Меркурий состоит из самых плотных элементов, которые не смогли удержать большое количество водорода и гелия.

Другие планеты, более массивные и более удалённые от Солнца (а следовательно, получающие меньше его излучения), смогли удержать больше этих ультралёгких элементов – так сформировались газовые гиганты.

У всех миров, как и на Земле, в среднем самые плотные элементы сосредоточены в ядре, а лёгкие формируют всё менее плотные слои вокруг него.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Неудивительно, что железо, самый стабильный элемент, и самый тяжёлый элемент, создаваемый в больших количествах на границе сверхновых, и есть самый распространённый элемент земного ядра. Но возможно, удивительным будет то, что между твёрдым ядром и твёрдой мантией находится жидкий слой толщиной более 2000 км: внешнее ядро Земли.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

У Земли есть толстый жидкий слой, содержащий 30% массы планеты! А узнали мы о его существовании довольно остроумным методом — благодаря сейсмическим волнам, происходящим от землетрясений!

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

В землетрясениях рождаются сейсмические волны двух типов: основная компрессионная, известная, как Р-волна, проходящая продольным путём

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

и вторая сдвиговая волна, известная, как S-волна, похожая на волны на поверхности моря.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Сейсмические станции по всему миру способны улавливать Р- и S-волны, но S-волны не проходят через жидкость, а Р-волны не только проходят через жидкость, но и преломляются!

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

В результате можно понять, что у Земли есть жидкое внешнее ядро, вне которого находится твёрдая мантия, а внутри – твёрдое внутреннее ядро! Вот поэтому в ядре Земли содержатся самые тяжёлые и плотные элементы, и так мы знаем, что внешнее ядро – это жидкий слой.

Но почему внешнее ядро жидкое? Как и все элементы, состояние железа, твёрдое, жидкое, газообразное, или другое, зависит от давления и температуры железа.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Железо – элемент более сложный, чем многие привычные вам. Конечно, у него могут быть разные кристаллические твёрдые фазы, как указано на графике, но нас не интересуют обычные давления. Мы спускаемся к ядру земли, где давления в миллион раз превышают давление на уровне моря. А как выглядит фазовая диаграмма для таких высоких давлений?

Прелесть науки в том, что даже если у вас сразу нет ответа на вопрос, есть вероятность, что кто-то уже делал нужное исследование, в котором можно найти ответ! В этом случае, Аренс, Коллинз и Чен в 2001 году нашли ответ на наш вопрос.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

И хотя на диаграмме показаны гигантские давления до 120 ГПа, важно помнить, что давление атмосферы составляет всего лишь 0.0001 ГПа, в то время как во внутреннем ядре давления достигают 330-360 ГПа. Верхняя сплошная линия показывает границу между плавящимся железом (вверху) и твёрдым (внизу). Вы обратили внимание, как сплошная линия в самом конце совершает крутой поворот вверх?

Для того, чтобы железо плавилось при давлении 330 ГПа, требуется огромная температура, сравнимая с той, что преобладает на поверхности Солнца. Эти же температуры при меньших давлениях легко будут поддерживать железо в жидком состоянии, а при более высоких – в твёрдом. Что это означает с точки зрения ядра Земли?

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Это означает, что с охлаждением Земли падает её внутренняя температура, а давление остаётся неизменным. То есть, при формировании Земли, скорее всего, жидкой было всё ядро, и по мере охлаждения внутреннее ядро растёт! И в процессе этого, поскольку у твёрдого железа плотность выше, чем у жидкого, Земля потихоньку сжимается, что приводит к землетрясениям!

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Так что, ядро Земли жидкое, поскольку оно достаточно горячее, чтобы расплавить железо, но только в регионах с достаточно низким давлением. По мере старения и охлаждения Земли всё большая часть ядра становится твёрдой, и поэтому Земля немного сжимается!

Если мы захотим заглянуть далеко в будущее, мы можем ожидать появления таких же свойств, какие наблюдаются у Меркурия.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Меркурий благодаря малому размеру уже значительно охладился и сжался, и обладает разломами длиной в сотни километров, появившимися из-за необходимости сжатия благодаря охлаждению.

Так почему у Земли жидкое ядро? Потому, что она ещё не охладилась. И каждое землетрясение – это небольшое приближение Земли к конечному, остывшему и насквозь твёрдому состоянию. Но не волнуйтесь, задолго до этого момента взорвётся Солнце, и все, кого вы знаете, будут уже очень давно мертвы.

Источник

Из чего состоит ядро Земли

Из чего состоит ядро Земли

Идей о строении ядра Земли было высказано бесчисленное множество. Дмитрий Иванович Соколов — русский геолог и академик — говорил, что вещества внутри Земли распределяются, словно шлак и металл в плавильной печи.

Это образное сравнение не раз получало подтверждение. Ученые внимательно изучали прилетавшие из космоса железные метеориты, считая их осколками ядра распавшейся планеты.

Значит, и у Земли ядро должно состоять из тяжелого железа, находящегося в расплавленном состоянии.

В 1922 году норвежский геохимик Виктор Мориц Гольдшмидт выдвинул идею общего расслоения вещества Земли еще в ту пору, когда вся планета находилась в жидком состоянии. Он это вывел по аналогии с металлургическим процессом, изученным на сталелитейных заводах. «В стадии жидкого расплава, — говорил он, — вещество Земли разделилось на три несмешивающихся жидкости — силикатную, сульфидную и металлическую.

При дальнейшем остывании эти жидкости образовали главные оболочки Земли — кору, мантию и железное ядро!»

Однако ближе к нашему времени идея «горячего» происхождения нашей планеты все больше уступала «холодному» творению. И в 1939 году Лодочников предложил другую картину формирования недр Земли. К этому времени уже была известна идея фазовых переходов вещества. Лодочников предположил, что фазовые изменения вещества с увеличением глубины усиливаются, в результате чего вещество разделяется на оболочки. При этом ядро вовсе не обязательно должно быть железным. Оно может состоять из переуплотненных силикатных пород, находящихся в «металлическом» состоянии.

Эта идея была подхвачена и развита в 1948 году финским ученым В. Рамзеем. Получалось, что хоть ядро Земли и имеет иное физическое состояние, чем мантия, но причин считать его состоящим именно из железа нет никаких. Ведь переуплотненный оливин мог быть столь же тяжелым, как и металл…

Так появились две исключающие друг друга гипотезы о составе ядра.

Одна — развитая на основе идей Э. Вихерта о железо-никелевом сплаве с небольшими добавками легких элементов в качестве материала ядра Земли.

И вторая — предложенная В. Н. Лодочниковым и развитая В. Рамзеем, гласящая о том, что состав ядра не отличается от состава мантии, но вещество в нем находится в особо плотном металлизированном состоянии.

Чтобы решить, в чью сторону должна склониться чаша весов, ученые многих стран ставили в лабораториях опыты и считали, считали, сравнивая результаты своих расчетов с тем, что показывали сейсмические исследования и лабораторные эксперименты.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Модель Земли. XX век.

В 60-л годах специалисты окончательно пришли к выводу: гипотеза металлизации силикатов, при давлениях и температурах, господствующих в ядре, не подтверждается! Более того, проделанные исследования убедительно доказывали, что в центре нашей планеты должно содержаться не меньше восьмидесяти процентов всего запаса железа… Значит, все-таки ядро Земли — железное? Железное, да не совсем. Чистый металл или чистый металлический сплав, сжатые в центре планеты, были бы слишком тяжелы для Земли. Следовательно, нужно предположить, что вещество внешнего ядра состоит из соединений железа с более легкими элементами — с кислородом, алюминием, кремнием или серой, которые больше всего распространены в земной коре.

Но с какими из них конкретно? Это неизвестно.

И вот советский ученый Олег Георгиевич Сорохтин предпринял новое исследование. Попробуем проследить в упрощенном виде ход его рассуждений, изложенный в интересной книге «Глобальная эволюция Земли».

Основываясь на последних достижениях геологической науки, советский ученый делает вывод, что в первый период образования Земля была скорее всего более или менее однородной. Все ее вещества примерно одинаково распределялись по всему объему.

Однако со временем более тяжелые элементы, например железо, стали опускаться, так сказать, «тонуть» в мантии, уходя все глубже к центру планеты. Если это так, то, сравнивая молодые и старые горные породы, можно в молодых ожидать меньшее содержание тяжелых элементов, того же железа, широко распространенного в веществе Земли.

Изучение древних лав подтвердило высказанное предположение. Однако чисто железным ядро Земли быть не может. Для этого оно слишком легкое.

Что же явилось спутником железа на его пути к центру?

Ученый перепробовал множество элементов. Но одни плохо растворялись в расплаве, другие оказывались несовместимы.

И тогда у Сорохтина возникла мысль: не был ли спутником железа самый распространенный элемент — кислород?

Правда, расчеты показывали, что соединение железа с кислородом — окись железа — вроде бы легковата для ядра. Но ведь в условиях сжатия и нагрева в недрах окись железа тоже должна претерпеть фазовые изменения.

В условиях, существующих вблизи центра Земли, лишь два атома железа способны удержать один атом кислорода. Значит, плотность полученной окиси станет больше…

И снова расчеты, расчеты.

Но зато каково удовлетворение, когда полученный результат показал, что плотность и масса земного ядра, построенного из окиси железа, претерпевшей фазовые изменения, дает точно ту величину, которую требует современная модель ядра!

Вот она — современная и, пожалуй, самая правдоподобная за всю историю ее поисков модель нашей планеты. «Внешнее ядро Земли состоит из окиси железа Fe 2O, внутреннее ядро — из металлического железа или сплава железа с никелем, — пишет в своей книге Олег Георгиевич Сорохтин. — Переходный слой F между внутренним и внешним ядром можно считать состоящим из сернистого железа — троиллита FeS».

В создании современной гипотезы о выделении ядра из первичного вещества Земли принимают участие многие выдающиеся геологи и геофизики, океанологи и сейсмологи — представители буквально всех отраслей науки, изучающей планету. Процессы тектонического развития Земли, по мнению ученых, будут продолжаться в недрах еще довольно долго, по крайней мере впереди у нашей планеты есть еще пара миллиардов лет. Лишь после этого необозримого срока Земля остынет и превратится в мертвое космическое тело. Но что к этому времени будет.

Сколько лет насчитывает человечество? Миллион, два, ну, два с половиной.

И за этот срок люди не только поднялись с четверенек, приручили огонь и поняли, как извлекать энергию из атома, они послали автоматы на другие планеты Солнечной системы и освоили ближний космос для технических нужд.

Исследование, а затем и использование глубоких недр собственной планеты — программа, которая уже стучится в дверь научного прогресса. И вам, сегодняшним школьникам, ее осуществлять.

Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть фото Как доказали что у земли есть ядро. Смотреть картинку Как доказали что у земли есть ядро. Картинка про Как доказали что у земли есть ядро. Фото Как доказали что у земли есть ядро

Читайте также

Из чего состоит мантия

Из чего состоит мантия Точно этого не знает никто! Добыть кусочек вещества из глубоких недр — нет более заветной мечты у геологов. Сколько бы нерешенных задач сразу получило решение. Но… до этого пока далеко. Пока лишь по косвенным признакам можно обсуждать возможный

Ядро и скорлупа

Ядро и скорлупа Но если так, то в «Слове» следует искать не прямое описание событий, а образное, путем намека, аллегории, сравнения, подводящее читателя к выводам автора. Этот принцип, широко распространенный в новой литературе, применяли и в средние века — например, в

Железное ядро

Железное ядро «Каждая из проведённых по программе „Аполлон“ лунных экспедиций внесла свой вклад в изучение эволюции Луны. Во многих отношениях этот процесс напоминает эволюцию Земли и других подобных ей планет. По ограниченным данным сейсмической разведки, кора

Ядро и скорлупа.

Ядро и скорлупа. Но если так, то в «Слове» следует искать не прямое описание событий, а образное, путем намека, аллегории, сравнения подводящее читателя к выводам автора. Этот принцип, широко распространенный в новой литературе, применяли и в средние века – например, в

ЯДРО И ПЕРИФЕРИЯ

ЯДРО И ПЕРИФЕРИЯ ПСИХОЛОГИЯ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ политических неформалов была сформирована в условиях поэтапного выхода из подполья в 1986—1988 годы, постепенного расширения сферы политических и гражданских свобод. Эти свободы достигались путем постепенного самозахвата,

Атомное ядро государства

Атомное ядро государства — Но какой ценой! Может снова возникнуть кровопролитие.— Меня смущает пример Румынии, когда стреляли людей. Это невозможная вещь, это очень легкая вещь, легко поддаться на это. Но я думаю, что если мы сумеем обуздать вертихвостов из

Глава 2. Атомное ядро

Глава 2. Атомное ядро Сенсационные обстоятельства добычи радия, сообщения о магическом свечении нового элемента и не в последнюю очередь вручение Нобелевской премии 1903 года по физике Анри Беккерелю и супружеской паре Кюри выносят славу парижских ученых, исследующих

LVI. Основание общественного порядка у балтийских славян: система дробления земли на волости (жупы), их связь с городами. — Дробление Стодорской земли (Бранденбургии) в Х в. — Дробление земли Бодрицкой

LVI. Основание общественного порядка у балтийских славян: система дробления земли на волости (жупы), их связь с городами. — Дробление Стодорской земли (Бранденбургии) в Х в. — Дробление земли Бодрицкой Мы изучили в главных чертах, насколько позволяли указания современных

Ядро и скорлупа

Ядро и скорлупа Но если так, то в «Слове» следует искать не прямое описание событий, а образное, путём намёка, аллегории, сравнения, подводящее читателя к выводам автора. Этот принцип, широко распространённый в новой литературе, применяли и в средние века — например, в

История состоит из имен

История состоит из имен В моем очерке очень много имен. Но тому есть свое объяснение.Kaк-то позвонил мне приятель и спросил, правда ли, что Целинограду вернули старое название — Акмола. (Сейчас — Астана.) И верно ли, что в переводе это — Белые могилы? Какое-то странное

Сибирское географическое ядро.

Сибирское географическое ядро. Вопрос о государственности в Сибири серьезно запутывает граница, которая отделяет современную Сибирь от Монголии. Она, установленная по русско-цинскому договору в 1723 году, разделила Саяно-Алтай на две части, северная из которых попала под

Ядро и круги

Ядро и круги «В условиях тоталитарного режима открытость независимой общественной позиции при полной беззащитности от преследований грозит, казалось бы, немедленным крахом. Однако правозащитное движение именно вследствие открытости показало себя неожиданно

Чего хотят и чего боятся наши либеральные буржуа?

Чего хотят и чего боятся наши либеральные буржуа? У нас в России политическое воспитание народа и интеллигенции совсем еще ничтожно. У нас ясные политические убеждения и твердые партийные воззрения совсем еще почти не выработаны. У нас слишком легко берут на веру любой

9. Из чего состоит проявитель и фиксаж

9. Из чего состоит проявитель и фиксаж В современной фотографии применяется множество самых разнообразных химических веществ и растворов. С помощью одних можно усилить изображение на негативе, если оно почему-либо получилось слишком бледным или, наоборот, ослабить его,

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *