Ce este în centrul Pământului?

Omul ar putea ajunge în toate colțurile planetei noastre. El a cucerit pământul, a zburat în aer și a coborât la fundul oceanelor. A reușit chiar să intre în spațiu și să aterizeze pe Lună. Dar nimeni nu a putut ajunge la nucleul planetei noastre.

Misteriile planetei

Nici nu ne-am putut apropia. Centrul planetei noastre este situat la o distanță de 6000 de kilometri de suprafața sa, iar chiar și partea exterioară a nucleului este situată la 3000 de kilometri mai puțin decât locuiește persoana. Cea mai adâncă fântână pe care o persoană a reușit să o facă este situată pe teritoriul Rusiei, dar coboară până la aproximativ 12,3 kilometri.

Toate evenimentele semnificative de pe planetă se întâmplă de asemenea mai aproape de suprafață. Lava, care izbucnesc vulcani, ajunge într-o stare lichidă la o adâncime de câteva sute de kilometri. Chiar și diamantele, care necesită căldură și presiune, se formează la o adâncime de 500 km.

Tot ceea ce este jos este învăluit în mister. Și pare incomprehensibil. Și totuși știm foarte surprinzător despre nucleul pământului. Oamenii de știință chiar au o idee despre cum a avut loc formarea sa cu miliarde de ani în urmă. Și toate acestea fără un singur eșantion fizic. Dar cum a fost dezvăluită?

Masa pamântului

O modalitate bună este să vă gândiți la masa pe care o are Pământul. Putem estima masa planetei noastre observând efectul gravitației asupra obiectelor care se află la suprafață. Se pare că masa Pământului este de 5,9 tone de sex. Acest număr este de 59, urmat de 20 de zerouri. Și nu există semne că există ceva masiv pe suprafața sa.

Densitatea materialelor de pe suprafața Pământului este mult mai mică decât densitatea planetei în medie. Aceasta înseamnă că există ceva în interiorul ei cu densitate mult mai mare.

În plus, cea mai mare parte a masei Pământului ar trebui să fie situată în centrul său. Prin urmare, următorul pas este să aflăm care metale grele își formează nucleul.

Compoziția de bază a pământului

Oamenii de știință sugerează că nucleul pământului este aproape sigur compus din fier. Se crede că numărul său ajunge la 80%, deși cifra exactă este încă un subiect de discuție.

Principala dovadă a acestui fapt este cantitatea imensă de fier din univers. Acesta este unul dintre cele zece cele mai comune elemente din galaxia noastră și se găsește adesea în meteoriți. Având în vedere acest număr, pe suprafața pământului, fierul este mult mai puțin comun decât ne-am aștepta. Prin urmare, există o teorie că atunci când formarea Pământului a avut loc acum 4,5 miliarde de ani, cea mai mare parte a fierului a fost cuprinsă în nucleu.

De aceea nucleul formează cea mai mare parte a masei planetei noastre, iar cea mai mare parte a fierului este și ea în ea. Fierul este un element relativ dens în condiții naturale și sub o presiune puternică în centrul Pământului are o densitate și mai mare. Prin urmare, toată această masă care nu ajunge la suprafață va cădea pe miezul de fier. Dar se pune întrebarea. Cum sa întâmplat ca majoritatea fierului să fie concentrată în miez?

Secretele formării nucleului Pământului

Fierul trebuia să graviteze literalmente spre centrul Pământului. Și nu imediat puteți înțelege cum sa întâmplat.

Cea mai mare parte a masei rămase a Pământului este formată din roci numite silicate, iar fierul topit încearcă să treacă prin ele. Așa cum apa este capabilă să formeze picături pe o suprafață grasă, fierul se colectează în mici rezervoare, din care nu se mai poate răspândi sau se poate cheltui.

În 2013, oamenii de știință de la Universitatea Stanford din California (SUA) au găsit o soluție posibilă. Ei au fost interesați de ceea ce se întâmplă atunci când atât fierul cât și silicatul sunt supuși unei presiuni severe, așa cum a fost o dată în centrul Pământului. Oamenii de știință au reușit să forțeze fierul topit să treacă prin silicat, creând presiune cu ajutorul diamantelor. De fapt, presiunea înaltă schimbă interacțiunea dintre fier și silicați. La presiuni mai mari se formează o rețea topită. Astfel, se poate presupune că, de-a lungul a miliarde de ani, fierul a fost împins treptat în jos prin roci până când a atins nucleul.

Dimensiunile kernelului

Poate că sunteți, de asemenea, surprins de modul în care oamenii de știință cunosc mărimea nucleului. Ceea ce le face să creadă că se află la o adâncime de 3000 de kilometri de la suprafață. Răspunsul constă în seismologie.

În cazul unui cutremur, undele de șoc diferă de-a lungul întregii planete. Seismologii înregistrează aceste fluctuații. Acest lucru este același dacă l-am lovit pe o parte a planetei cu un ciocan gigantic, iar pe de altă parte am ascultat zgomotul creat.

O cantitate imensă de date a fost obținută în timpul cutremurului din Chile, care a avut loc în 1960. Toate stațiile seismologice de pe Pământ au reușit să înregistreze tremurul din acest cutremur. În funcție de direcția pe care o ia aceste vibrații, ele trec prin diferite părți ale Pământului, ceea ce afectează modul în care acestea "sună" în altă parte a planetei.

La începutul istoriei seismologiei a devenit clar că unele fluctuații sunt pierdute. Se aștepta ca așa-numitele valuri S să apară din cealaltă parte a planetei, dar acest lucru nu sa întâmplat niciodată. Motivul a fost simplu. Undele S puteau fi reflectate doar printr-un material solid și nu puteau face acest lucru printr-un lichid. Astfel, trebuiau să treacă prin ceva topit în centrul Pământului. Investigând căile undelor S, sa constatat că roca solidă este transformată în lichid la o distanță de 3000 de kilometri mai jos. Acest lucru ne-a permis să presupunem că nucleul pământului are o structură lichidă. Dar seismologii așteptau o altă surpriză.

Structura de bază a pământului

În anii 1930, seismologul danez Inge Lehmann a observat că un alt fel de valuri, numite valuri P, pot trece prin miezul Pământului și pot fi descoperite pe cealaltă parte a planetei. Așa că oamenii de știință au ajuns la concluzia că nucleul este împărțit în două straturi. Miezul interior, care începe la o adâncime de aproximativ 5000 de kilometri de suprafață, este, de fapt, solid. Dar cea exterioară este într-adevăr într-o stare lichidă. Această idee a fost confirmată în 1970, când seismografele mai sensibile au descoperit că undele P ar putea trece de fapt prin miez și, în unele cazuri, se vor abate de la un unghi. Desigur, puteau fi auzite încă de cealaltă parte a planetei.