Пламенное сердце. Ученые рассказали, почему ядро Земли твердое, хоть и горячее поверхности Солнца
19 июня 2023 в 14:07
149
земля, ядро земли
Фото: SciTechDaily | Внешнее ядро Земли жидкое, внутреннее твердое
Исследователи пролили свет на одну из самых удивительных тайн нашей планеты.
Не секрет, что сердце нашей планеты представляет собой самый внутренний геологический слой в форме твердого металлического шара диаметром около 2 400 километров. Едва ли нам когда-нибудь удастся исследовать его пробы, так как чрезвычайно сложно добраться до мантии Земли, а затем преодолеть еще два слоя. Однако нечто о сердце нашей планеты исследователям все же удалось узнать, пишет IFLScience.
По тому как сейсмические волны проходят внутри планеты исследователям удалось немного узнать о составе земного ядра и его физических характеристиках. Например, известно, что температура на поверхности Земли составляет 5 700–6 200 кельвинов, в зависимости от того, какую оценку использовать.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Таким образом, нижний порог температуры сердца планеты совпадает со средней температурой на поверхности Солнца и намного горячее его пятен. Также исследователям известно, что в отличие от внешнего ядра, внутреннее — твердое или близкое к тому. Это могло бы показать противоречивым, однако исследователи отмечают, что тому есть объяснение и оно достаточно простое.
Во-первых, поверхность Солнца представляет собой плазму, подобную газу, но сильно ионизированную. Во-вторых, это обусловлено тем, что она представляет собой горячий водород, но также и подвергается воздействию космоса. При этом внутреннее ядро нашей планеты находится под огромным весом внешнего ядра, мантии и коры. По сути, давление всего этого составляет около 350 гигапаскалей, то есть в 3 миллиона раз превышает атмосферное давление на уровне моря.
Исследователи отмечают, что этого достаточно, чтобы превратить смесь железа и других элементов из жидкого состояния в твердое. Это сравнимо с тем, как вода закипает на вершине горы при значительно более низких температурах, поскольку давление воздуха здесь ниже, а высокое давление может повышать температуру плавления вещества.
планета строение
Самый внутренний слой ядра Земли горячее Солнца и медленно растет
Фото: Shutterstock
Таким образом ученые могут высчитать температуру на границе внешнего и внутреннего ядра, вычислив давление в этой точке и оценив, насколько горячими могут быть металлы в сердце планеты, оставаясь при этом твердыми. Например, непосредственно на границе ядер давление немного ниже, а потому один и тот же материал превращается из твердого в жидкость.
Исследователи отмечают, что наука не привыкла иметь дело с таким давлением, а потому существуют 10% отклонения в оценке температуры. Впрочем, едва ли это может что-то изменить. Ядро медленно остывает, так как концентрация радиоактивных элементов, которые его нагревают, падает, поэтому считается, что внутреннее ядро медленно растет, поскольку при более низких температурах части внешнего ядра затвердевают.
Основная проблема заключается в том, что вибрации сейсмических волн не сильно отличаются между твердым объектом и чрезвычайно вязкой жидкостью. Именно поэтому исследователи все еще спорят, действительно ли внутреннее ядро Земли твердое или является чрезвычайно вязкой жидкостью.
Если внутреннее ядро планеты все же жидкое, его вязкость должна быть чрезвычайно высокой. Одна из оценок предполагает, что она в миллион раз выше основного тона. Также предполагается, что жидкое внутреннее ядро Земли могло бы объяснить, почему сейсмическим волнам требуется больше времени, чтобы пройти через ядро от землетрясения вблизи экватора, чем от полюса к полюсу.
Ранее Фокус писал о том, что ученые обнаружили, что в центре ядра Земли скрыт огромный железный шар.