Dlaczego jądro Ziemi nie ochładza się? Co znajduje się w centrum Ziemi. Kto podgrzewa jądro Ziemi? Gorące jądro Ziemi

O miąższości około 2200 km, pomiędzy którymi czasami wyróżnia się strefa przejściowa. Masa rdzenia - 1,932 10 24 kg.

Bardzo niewiele wiadomo na temat jądra – wszystkie informacje uzyskano pośrednimi metodami geofizycznymi lub geochemicznymi, a obrazy materiału rdzenia nie są dostępne i jest mało prawdopodobne, że zostaną uzyskane w dającej się przewidzieć przyszłości. Jednak autorzy science fiction już kilkukrotnie szczegółowo opisali podróż do jądra Ziemi i ukryte tam niezliczone bogactwa. Nadzieja na skarby w rdzeniu ma pewne podstawy, gdyż według współczesnych modeli geochemicznych zawartość metali szlachetnych i innych cennych pierwiastków w rdzeniu jest stosunkowo wysoka.

Historia badania

Prawdopodobnie jednym z pierwszych, który zasugerował istnienie obszaru o zwiększonej gęstości wewnątrz Ziemi, był Henry Cavendish, który obliczył masę i średnią gęstość Ziemi i stwierdził, że jest ona znacznie większa niż gęstość charakterystyczna dla skał odsłoniętych na powierzchni Ziemi .

Istnienie potwierdził w 1897 r. niemiecki sejsmolog E. Wichert, a głębokość występowania (2900 km) określił w 1910 r. amerykański geofizyk B. Gutenberg.

Podobne obliczenia można przeprowadzić dla meteorytów metalowych, które są fragmentami jąder małych ciał planetarnych. Okazało się, że powstawanie w nich jądra następowało znacznie szybciej, na przestrzeni około kilku milionów lat.

Teoria Sorochtina i Uszakowa

Opisywany model nie jest jedyny. Zatem zgodnie z modelem Sorochtina i Uszakowa przedstawionym w książce „Rozwój Ziemi” proces powstawania jądra Ziemi trwał około 1,6 miliarda lat (od 4 do 2,6 miliarda lat temu). Zdaniem autorów powstawanie jądra przebiegało dwuetapowo. Początkowo planeta była zimna i w jej głębinach nie wystąpiły żadne ruchy. Następnie został podgrzany przez rozpad radioaktywny na tyle, że metaliczne żelazo zaczęło się topić. Zaczął gromadzić się w kierunku środka Ziemi, natomiast w wyniku różnicowania grawitacyjnego wyzwoliła się duża ilość ciepła, a proces oddzielania jądra tylko przyspieszył. Proces ten przebiegał tylko do pewnej głębokości, poniżej której substancja była tak lepka, że ​​żelazo nie mogło już tonąć. W rezultacie powstała gęsta (ciężka) pierścieniowa warstwa roztopionego żelaza i jego tlenku. Znajdował się nad lżejszą substancją pierwotnego „jądra” Ziemi.

Dlaczego jądro Ziemi nie ostygło i pozostawało nagrzane do temperatury około 6000°C przez 4,5 miliarda lat? Pytanie jest niezwykle złożone, na które nauka nie jest w stanie udzielić w 100% dokładnej i zrozumiałej odpowiedzi. Istnieją jednak ku temu obiektywne powody.

Nadmierna tajemnica

Nadmierna, że ​​tak powiem, tajemniczość jądra Ziemi wiąże się z dwoma czynnikami. Po pierwsze, nikt nie wie na pewno, jak, kiedy i w jakich okolicznościach powstał - stało się to podczas formowania się proto-Ziemi lub już we wczesnych stadiach istnienia uformowanej planety - wszystko to jest wielką tajemnicą. Po drugie, pobranie próbek z jądra ziemi jest absolutnie niemożliwe - nikt nie wie na pewno, z czego się składa. Co więcej, wszystkie dane, które wiemy o jądrze, zbierane są za pomocą metod i modeli pośrednich.

Dlaczego jądro Ziemi pozostaje gorące?

Aby spróbować zrozumieć, dlaczego jądro Ziemi nie ochładza się przez tak długi czas, należy najpierw zrozumieć, co spowodowało jego początkowe nagrzanie. Wnętrze naszej planety, jak każdej innej planety, jest niejednorodne; reprezentują one stosunkowo wyraźnie odgraniczone warstwy o różnej gęstości. Ale nie zawsze tak było: ciężkie pierwiastki powoli opadały, tworząc wewnętrzne i zewnętrzne jądro, podczas gdy lekkie pierwiastki były wypychane na górę, tworząc płaszcz i skorupę ziemską. Proces ten przebiega niezwykle wolno i towarzyszy mu wydzielanie ciepła. Nie był to jednak główny powód ogrzewania. Cała masa Ziemi naciska z ogromną siłą na jej środek, wytwarzając fenomenalne ciśnienie około 360 GPa (3,7 mln atmosfer), w wyniku czego rozpad długożyciowych pierwiastków promieniotwórczych zawartych w rdzeniu żelazowo-krzemowo-niklowym zaczęło się pojawiać, czemu towarzyszyła kolosalna emisja ciepła.

Dodatkowym źródłem ciepła jest energia kinetyczna powstająca w wyniku tarcia pomiędzy różnymi warstwami (każda warstwa obraca się niezależnie od drugiej): rdzeniem wewnętrznym z zewnętrznym i zewnętrznym z płaszczem.

Wnętrze planety (proporcje nie są zachowane). Tarcie pomiędzy trzema wewnętrznymi warstwami służy jako dodatkowe źródło ciepła.

Na podstawie powyższego możemy stwierdzić, że Ziemia, a w szczególności jej wnętrzności, są samowystarczalną maszyną, która sama się nagrzewa. Ale to oczywiście nie może trwać wiecznie: zapasy pierwiastków radioaktywnych wewnątrz jądra powoli się wyczerpują i nie będzie już czym utrzymać temperatury.

Robi się zimno!

Tak naprawdę proces chłodzenia rozpoczął się już bardzo dawno temu, ale postępuje niezwykle wolno – ułamek stopnia na stulecie. Według przybliżonych szacunków minie co najmniej 1 miliard lat, zanim rdzeń całkowicie ostygnie i ustaną zachodzące w nim reakcje chemiczne i inne.

Krótka odpowiedź: Ziemia, a w szczególności jądro Ziemi, jest samowystarczalną maszyną, która sama się nagrzewa. Cała masa planety naciska na jej środek, wytwarzając fenomenalne ciśnienie i tym samym uruchamiając proces rozpadu pierwiastków radioaktywnych, w wyniku czego wydziela się ciepło.

Nasza planeta Ziemia ma strukturę warstwową i składa się z trzech głównych części: skorupy ziemskiej, płaszcza i jądra. Jakie jest centrum Ziemi? Rdzeń. Głębokość rdzenia wynosi 2900 km, a średnica około 3,5 tys. km. Wewnątrz panuje potworne ciśnienie 3 milionów atmosfer i niewiarygodnie wysoka temperatura - 5000°C. Naukowcom zajęło kilka stuleci, aby dowiedzieć się, co znajduje się w centrum Ziemi. Nawet nowoczesna technologia nie mogła przeniknąć głębiej niż dwanaście tysięcy kilometrów. Najgłębszy odwiert, znajdujący się na Półwyspie Kolskim, ma głębokość 12 262 metrów. To bardzo daleko od środka Ziemi.

Historia odkrycia jądra Ziemi

Jednym z pierwszych, który odgadł obecność jądra w centrum planety, był angielski fizyk i chemik Henry Cavendish pod koniec XVIII wieku. Za pomocą eksperymentów fizycznych obliczył masę Ziemi i na podstawie jej rozmiarów wyznaczył średnią gęstość substancji naszej planety - 5,5 g/cm3. Gęstość znanych skał i minerałów w skorupie ziemskiej okazała się w przybliżeniu o połowę mniejsza. Doprowadziło to do logicznego założenia, że ​​w centrum Ziemi znajduje się obszar gęstszej materii – jądro.

W 1897 r. niemiecki sejsmolog E. Wichert, badając przejście fal sejsmologicznych przez wnętrze Ziemi, był w stanie potwierdzić założenie o obecności jądra. A w 1910 roku amerykański geofizyk B. Gutenberg określił głębokość jego położenia. Następnie narodziły się hipotezy dotyczące procesu powstawania jądra. Zakłada się, że powstała w wyniku osiadania cięższych pierwiastków w kierunku centrum i początkowo substancja planety była jednorodna (gazowa).

Z czego składa się rdzeń?

Badanie substancji, której próbki nie można pobrać w celu zbadania jej parametrów fizykochemicznych, jest dość trudne. Naukowcy muszą jedynie założyć istnienie pewnych właściwości, a także strukturę i skład jądra w oparciu o dowody pośrednie. Badanie propagacji fal sejsmicznych było szczególnie pomocne w badaniu wewnętrznej struktury Ziemi. Sejsmografy zlokalizowane w wielu punktach powierzchni planety rejestrują prędkość i rodzaj przechodzących fal sejsmicznych powstałych na skutek wstrząsów skorupy ziemskiej. Wszystkie te dane pozwalają ocenić wewnętrzną strukturę Ziemi, w tym jej jądro.

W tej chwili naukowcy zakładają, że środkowa część planety jest niejednorodna. Co znajduje się w centrum Ziemi? Część przylegająca do płaszcza to płynny rdzeń składający się ze stopionej materii. Podobno zawiera mieszaninę żelaza i niklu. Naukowcy doszli do tego pomysłu po badaniu meteorytów żelaznych, które są fragmentami jąder asteroid. Z drugiej strony powstałe stopy żelaza i niklu mają większą gęstość niż oczekiwana gęstość rdzenia. Dlatego wielu naukowców jest skłonnych zakładać, że w centrum Ziemi, w jądrze, znajdują się lżejsze pierwiastki chemiczne.

Geofizycy wyjaśniają istnienie pola magnetycznego obecnością płynnego jądra i obrotem planety wokół własnej osi. Wiadomo, że pole elektromagnetyczne wokół przewodnika powstaje podczas przepływu prądu. Stopiona warstwa przylegająca do płaszcza służy jako gigantyczny przewodnik przewodzący prąd.

Wewnętrzna część rdzenia, pomimo temperatury kilku tysięcy stopni, jest substancją stałą. Dzieje się tak dlatego, że ciśnienie w centrum planety jest tak wysokie, że gorące metale stają się stałe. Niektórzy naukowcy sugerują, że stały rdzeń składa się z wodoru, który pod wpływem niesamowitego ciśnienia i ogromnej temperatury staje się jak metal. Dlatego nawet geofizycy nadal nie wiedzą na pewno, gdzie znajduje się środek Ziemi. Jeśli jednak rozważymy tę kwestię z matematycznego punktu widzenia, możemy powiedzieć, że środek Ziemi znajduje się w odległości około 6378 km. z powierzchni planety.

Jądro Ziemi składa się z dwóch warstw, pomiędzy którymi znajduje się strefa graniczna: zewnętrzna powłoka ciekła jądra osiąga grubość 2266 km, pod nią znajduje się masywne, gęste jądro, którego średnicę szacuje się na 1300 km. Strefa przejściowa ma niejednolitą grubość i stopniowo twardnieje, zamieniając się w rdzeń wewnętrzny. Na powierzchni górnej warstwy temperatura wynosi około 5960 stopni Celsjusza, choć dane te są uważane za przybliżone.

Przybliżony skład rdzenia zewnętrznego i metody jego wyznaczania

Wciąż niewiele wiadomo na temat składu nawet zewnętrznej warstwy jądra Ziemi, gdyż nie ma możliwości pozyskania próbek do badań. Głównymi pierwiastkami, które mogą tworzyć zewnętrzne jądro naszej planety, są żelazo i nikiel. Naukowcy doszli do tej hipotezy w wyniku analizy składu meteorytów, ponieważ wędrowcami z kosmosu są fragmenty jąder asteroid i innych planet.

Niemniej jednak meteorytów nie można uznać za absolutnie identyczne pod względem składu chemicznego, ponieważ oryginalne ciała kosmiczne były znacznie mniejsze niż Ziemia. Po wielu badaniach naukowcy doszli do wniosku, że ciekła część substancji jądrowej jest silnie rozcieńczona innymi pierwiastkami, w tym siarką. Wyjaśnia to jego niższą gęstość w porównaniu ze stopami żelaza i niklu.

Co dzieje się w zewnętrznym jądrze planety?

Zewnętrzna powierzchnia rdzenia na granicy z płaszczem jest niejednorodna. Naukowcy sugerują, że ma on różną grubość, tworząc rodzaj wewnętrznego reliefu. Wyjaśnia to ciągłe mieszanie heterogenicznych głębokich substancji. Różnią się składem chemicznym, a także mają różną gęstość, dlatego grubość granicy między jądrem a płaszczem może wahać się od 150 do 350 km.

Pisarze science fiction poprzednich lat w swoich utworach opisywali podróż do wnętrza Ziemi poprzez głębokie jaskinie i podziemne przejścia. Czy to naprawdę możliwe? Niestety, ciśnienie na powierzchni rdzenia przekracza 113 milionów atmosfer. Oznacza to, że każda jaskinia „zatrzasnęłaby się” szczelnie już na etapie zbliżania się do płaszcza. To wyjaśnia, dlaczego na naszej planecie nie ma jaskiń głębszych niż co najmniej 1 km.

Jak bada się zewnętrzną warstwę jądra?

Naukowcy mogą ocenić, jak wygląda rdzeń i z czego się składa, monitorując aktywność sejsmiczną. Na przykład stwierdzono, że warstwa zewnętrzna i wewnętrzna obracają się w różnych kierunkach pod wpływem pola magnetycznego. Jądro Ziemi kryje w sobie dziesiątki innych nierozwiązanych tajemnic i czeka na nowe, fundamentalne odkrycia.

Ziemia, podobnie jak inne ciała Układu Słonecznego, powstała z chmury zimnego gazu i pyłu w wyniku akrecji cząstek składowych. Po pojawieniu się planety rozpoczął się zupełnie nowy etap jej rozwoju, który w nauce nazywa się zwykle przedgeologicznym.
Nazwa tego okresu wynika z faktu, że najwcześniejsze dowody przeszłych procesów - skały magmowe lub wulkaniczne - nie są starsze niż 4 miliardy lat. Dziś mogą je badać tylko naukowcy.
Przedgeologiczny etap rozwoju Ziemi wciąż kryje wiele tajemnic. Obejmuje okres 0,9 miliarda lat i charakteryzuje się powszechnym wulkanizmem na planecie z uwolnieniem gazów i pary wodnej. W tym czasie rozpoczął się proces podziału Ziemi na jej główne powłoki - jądro, płaszcz, skorupę i atmosferę. Zakłada się, że proces ten został wywołany intensywnym bombardowaniem naszej planety meteorytami i stopieniem jej poszczególnych części.
Jednym z kluczowych wydarzeń w historii Ziemi było powstanie jej wewnętrznego jądra. Prawdopodobnie miało to miejsce na przedgeologicznym etapie rozwoju planety, kiedy cała materia została podzielona na dwie główne geosfery – jądro i płaszcz.
Niestety, nie istnieje jeszcze wiarygodna teoria dotycząca powstania jądra Ziemi, która zostałaby potwierdzona poważnymi informacjami i dowodami naukowymi. Jak powstało jądro Ziemi? Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy przedstawiają dwie główne hipotezy.
Według pierwszej wersji materia zaraz po powstaniu Ziemi była jednorodna.
Składał się w całości z mikrocząstek, które można dziś zaobserwować w meteorytach. Jednak po pewnym czasie ta pierwotna jednorodna masa podzieliła się na ciężki rdzeń, do którego wpłynęło całe żelazo, oraz lżejszy płaszcz krzemianowy. Innymi słowy, krople roztopionego żelaza i towarzyszących mu ciężkich związków chemicznych osiadły w centrum naszej planety i utworzyły tam jądro, które do dziś pozostaje w dużej mierze stopione. Gdy ciężkie pierwiastki zmierzały do ​​środka Ziemi, przeciwnie, lekkie żużle unosiły się w górę – do zewnętrznych warstw planety. Dziś te lekkie pierwiastki tworzą górny płaszcz i skorupę.
Dlaczego nastąpiło takie zróżnicowanie materii? Uważa się, że bezpośrednio po zakończeniu procesu jej powstawania Ziemia zaczęła się intensywnie nagrzewać, przede wszystkim na skutek energii uwalnianej podczas grawitacyjnej akumulacji cząstek, a także na skutek energii rozpadu radioaktywnego poszczególnych substancji chemicznych. elementy.
Dodatkowe nagrzanie planety i powstanie stopu żelaza i niklu, który ze względu na znaczny ciężar właściwy stopniowo opadł do środka Ziemi, ułatwiło rzekome bombardowanie meteorytami.
Hipoteza ta napotyka jednak pewne trudności. Na przykład nie jest do końca jasne, w jaki sposób stop żelaza i niklu, nawet w stanie ciekłym, był w stanie zejść na odległość ponad tysiąca kilometrów i dotrzeć w rejon jądra planety.
Zgodnie z drugą hipotezą, jądro Ziemi powstało z meteorytów żelaznych, które zderzyły się z powierzchnią planety, a później porosło krzemianową skorupą meteorytów kamiennych i utworzyło płaszcz.

Hipoteza ta ma poważny błąd. W tej sytuacji meteoryty żelazne i kamienne powinny istnieć osobno w przestrzeni kosmicznej. Współczesne badania pokazują, że meteoryty żelazne mogły powstać jedynie w głębinach planety, która uległa rozpadowi pod znacznym ciśnieniem, czyli po uformowaniu się naszego Układu Słonecznego i wszystkich planet.
Pierwsza wersja wydaje się bardziej logiczna, gdyż przewiduje dynamiczną granicę pomiędzy jądrem Ziemi a płaszczem. Oznacza to, że proces podziału materii pomiędzy nimi mógłby trwać na planecie bardzo długo, wywierając tym samym ogromny wpływ na dalszą ewolucję Ziemi.
Jeśli zatem przyjmiemy za podstawę pierwszą hipotezę powstania jądra planety, proces różnicowania się materii trwał około 1,6 miliarda lat. Dzięki zróżnicowaniu grawitacyjnemu i rozpadowi radioaktywnemu zapewnione zostało oddzielenie materii.
Ciężkie pierwiastki opadały tylko na głębokość, poniżej której substancja była tak lepka, że ​​żelazo nie mogło już tonąć. W wyniku tego procesu powstała bardzo gęsta i ciężka pierścieniowa warstwa roztopionego żelaza i jego tlenku. Znajdował się nad lżejszą materią pierwotnego jądra naszej planety. Następnie ze środka Ziemi wyciśnięto lekką substancję krzemianową. Co więcej, został przesunięty na równiku, co mogło oznaczać początek asymetrii planety.
Zakłada się, że podczas formowania się żelaznego jądra Ziemi nastąpiło znaczne zmniejszenie objętości planety, w wyniku czego obecnie zmniejszyła się jej powierzchnia. Lekkie pierwiastki i ich związki, które „wypłynęły” na powierzchnię, utworzyły cienką pierwotną skorupę, która, podobnie jak wszystkie planety ziemskie, składała się z bazaltów wulkanicznych, pokrytych grubą warstwą osadu.
Nie jest jednak możliwe znalezienie żywych dowodów geologicznych na przeszłe procesy związane z powstawaniem jądra i płaszcza Ziemi. Jak już wspomniano, najstarsze skały na Ziemi mają około 4 miliardów lat. Najprawdopodobniej na początku ewolucji planety, pod wpływem wysokich temperatur i ciśnień, pierwotne bazalty przekształciły się, stopiły i przekształciły w znane nam skały granitowo-gnejsowe.
Jaki jest rdzeń naszej planety, który powstał prawdopodobnie na najwcześniejszych etapach rozwoju Ziemi? Składa się z powłoki zewnętrznej i wewnętrznej. Według założeń naukowych na głębokości 2900-5100 km znajduje się jądro zewnętrzne, które swoimi właściwościami fizycznymi jest zbliżone do cieczy.
Zewnętrzny rdzeń to strumień stopionego żelaza i niklu, który dobrze przewodzi prąd elektryczny. To właśnie z tym jądrem naukowcy kojarzą pochodzenie ziemskiego pola magnetycznego. Pozostałą odległość 1270 km od centrum Ziemi zajmuje jądro wewnętrzne, składające się w 80% z żelaza i 20% z dwutlenku krzemu.
Jądro wewnętrzne jest twarde i gorące. Jeśli część zewnętrzna jest bezpośrednio połączona z płaszczem, wówczas wewnętrzne jądro Ziemi istnieje samodzielnie. Jego twardość, pomimo wysokich temperatur, zapewnia gigantyczne ciśnienie w centrum planety, które może sięgać 3 milionów atmosfer.
W rezultacie wiele pierwiastków chemicznych przechodzi w stan metaliczny. Dlatego zasugerowano nawet, że wewnętrzne jądro Ziemi składa się z metalicznego wodoru.
Gęsty rdzeń wewnętrzny ma poważny wpływ na życie naszej planety. Koncentruje się w nim planetarne pole grawitacyjne, które zapobiega rozproszeniu lekkich powłok gazowych, hydrosfery i geosfery Ziemi.
Prawdopodobnie takie pole było charakterystyczne dla jądra od chwili powstania planety, niezależnie od jej składu chemicznego i struktury. Przyczyniło się to do kurczenia się powstałych cząstek w kierunku środka.
Niemniej jednak pochodzenie jądra i badanie wewnętrznej struktury Ziemi jest najpilniejszym problemem dla naukowców ściśle zaangażowanych w badanie historii geologicznej naszej planety. Do ostatecznego rozwiązania tej kwestii jeszcze daleka droga. Aby uniknąć różnych sprzeczności, współczesna nauka przyjęła hipotezę, że proces powstawania jądra zaczął zachodzić jednocześnie z powstawaniem Ziemi.

Spróbuję wyjaśnić na przykładzie umywalki.

Pierwszy błąd polega na tym, że nie zebrano faktów.

Są bardzo heterogeniczne i same skupiają się w systemy znajdujące się w różnej odległości od historycznie ustalonego centrum wiedzy. To najważniejsze. Nauka nie gromadzi faktów w misce, ona dostosowuje miskę do faktów. Myślisz inaczej i postępujesz odwrotnie, to jest złudzenie, ponieważ odrzucasz te fakty, które nieuchronnie będą sprzeczne z twoim basenem, to znaczy po prostu nie widzisz tych faktów, ignorujesz je.

Dalej wszystko zależy od etapu poznania, znajduje się wiele basenów, te, które obejmują większość faktów, są akceptowane jako względnie prawdziwe i następnie wykorzystywane jako wiedza względna, która w praktyce staje się wiedzą absolutną, a fakty nie wpadające w ostrość na praktyce zadeklarowane jako błąd, na przykład 49%, 30% itd. do 0% (jest to odzwierciedleniem postępu basenów, co jest niemożliwe przy twoim sposobie myślenia). I tylko to widzisz, bo tak cię uczono w szkole, że ta wiedza jest stała, to po prostu cecha metody nauczania, z grubsza jesteś ciągle oszukiwany, mówiąc, że ta wiedza jest absolutna i nauka w ogóle mówi, że ta wiedza jest względna, to normalne, bo tak działa nasz mózg, inaczej nie mógłby się uczyć, to nie nauka jest niedoskonała, ale nasz mózg jest niedoskonały. I dopiero w wąskiej specjalizacji mózg zaczyna myśleć abstrakcyjnymi koncepcjami naukowymi, są to specjaliści, dokładnie o tym mówiłem powyżej.

Ale to praktyka, a teoria naukowa o której mówimy stopniowo znajduje coraz więcej nowych basenów, znajduje ten ostatni, który zawiera WSZYSTKIE fakty z danej grupy w pewnej odległości, wcześniej baseny nazywano hipotezami, i ta megacoxa nazywa się teorią (to stara klasyfikacja, dziś wszystko jest hipotezami), a co najważniejsze, przewiduje WSZYSTKIE nowe fakty, które pojawiają się w określonej grupie, w pewnym dystansie.

Dziś w większości dziedzin wiedzy jesteśmy na etapie megabasinów, a to, co przytaczasz, to stare baseny, które nie są już potrzebne, ponieważ są nieefektywne, to znaczy, że to nie fakty są odrzucane, ale baseny.

Teraz dalej, gdy tylko zrozumieliśmy jedną grupę faktów, zaczęliśmy dostrzegać inną grupę faktów, które skupiają się w większej odległości niż centrum wiedzy, a których po prostu nie mogliśmy wcześniej zmierzyć i zobaczyć i na ich podstawie budowaliśmy hipotezy na ich temat. faktów leżących u podstaw granic, czyli istniała masa basenów bez praktyki, które w mniejszym lub większym stopniu były objęte zespołem faktów pośrednich, wynikających z faktów graniczących z obserwacją. Aż pojawił się basen, który wyjaśniłby je wszystkie, wszystkie fakty pośrednie, których nie możemy zobaczyć, ale możemy zobaczyć ich związek zarówno z faktami znanymi nam wcześniej, jak i między sobą. Basen ten może całkowicie zaprzeczać poprzedniemu megabasinowi, ponieważ ze względu na odległość prawa grupowania grup faktów są zawsze różne, a czasem przeciwne.

Są to na przykład teorie Newtona (megacoxa) i Einsteina (nowa pośrednia megacoxa), są one przeciwstawne, a jednocześnie obiektywne. Stopniowo, dzięki postępowi w często równoległym kierunku poznania, zaczynamy już dostrzegać fakty bezpośrednie, a nie pośrednie, czyli granica tego, co można zaobserwować, rośnie i jeśli się jest na bieżąco, WSZYSTKO w GTR jest eksperymentalnie potwierdzone dzisiaj, gdy tylko pojawi się narzędzie, które może to zrobić, potwierdzić, czyli fakt zaobserwowany, a nie pośredni.

Cykl ten nie ma końca, to jest klucz do efektywności naukowej metody poznania, jeśli nie dostrzegamy faktu i nie możemy go znaleźć pośrednio, to nawet nie patrzymy w jego stronę i nie zamartwiamy się, gdyż w praktyce nie da się z niego skorzystać. Różni się to od wiary, gdy taki fakt zostaje wymyślony. Czyli na pytanie czy istnieje Bóg nauka mówi, że w teorii nie wiem, praktyka zaś mówi nie, ale to jest wiedza względna, gdy tylko w jakiejś dziedzinie wiedzy pojawi się fakt, to będziemy całkowicie przemyśl wszystko.

Kolejnym ważnym aspektem jest predykcyjność, jeśli nowy fakt pojawi się w grupie faktów, które zostały już uwzględnione w dobrze zbadanej grupie faktów w pewnej odległości, która objęła już megacoxa, wówczas teoria zostaje uznana za nieważną i nauka zmienia się całkowicie , stara megacoxa zostaje wyrzucona, ale nie ma starego, wyrzuconego zwykłego basenu, który pokonał megabasina, ponieważ nie odpowiada to wielu starszym faktom, i powstaje nowy basen, który może być PODOBNY do starych basenów i niespecjaliści zaczynają krzyczeć, że nauka sama nie wie, czego chce, a wszelka wiedza naukowa to bzdury, a naukowcy Zawsze kłamią. Jest to błąd także dlatego, że myślimy analogiami, myślimy podobieństwami, tak zbudowane są obwody neuronowe.

Nie wiemy jednak, czy te nowe fakty w ramach znanej grupy faktów są częścią nowej grupy faktów i, że tak powiem, wierzchołkiem góry lodowej lub częścią starej grupy.

Pierwszy przypadek to ogólna teoria względności, drugi przypadek to na przykład teoria ewolucji.

Dlatego w teorii zawsze mówimy, że nic nie wiemy, nie wiemy, czy Newton czy Darwin mają rację, ale w praktyce mówimy, że tak, mają rację i są obiektywni i tego właśnie uczą w szkole , co jeszcze bardziej dezorientuje ucznia. Ponieważ znaleźli mnóstwo faktów, które obalają zarówno Newtona, jak i Darwina, ale okazały się one z innej grupy faktów, głównie z ich pogranicza. Nazywa się to wyjaśnianiem teorii, na przykład Darwina jest syntetyczną teorią ewolucji, teorią przerywanej równowagi i współczesną teorią ewolucji, w której następuje dziedziczenie cech nabytych itp., czemu wszystkie poprzednie zaprzeczały i słusznie zaprzeczono, skala była po prostu inna.

Dlaczego jądro Ziemi nie ostygło i pozostawało nagrzane do temperatury około 6000°C przez 4,5 miliarda lat? Pytanie jest niezwykle złożone, na które nauka nie jest w stanie udzielić w 100% dokładnej i zrozumiałej odpowiedzi. Istnieją jednak ku temu obiektywne powody.

Nadmierna tajemnica

Nadmierna, że ​​tak powiem, tajemniczość jądra Ziemi wiąże się z dwoma czynnikami. Po pierwsze, nikt nie wie na pewno, jak, kiedy i w jakich okolicznościach powstał - stało się to podczas formowania się proto-Ziemi lub już we wczesnych stadiach istnienia uformowanej planety - wszystko to jest wielką tajemnicą. Po drugie, pobranie próbek z jądra ziemi jest absolutnie niemożliwe - nikt nie wie na pewno, z czego się składa. Co więcej, wszystkie dane, które wiemy o jądrze, zbierane są za pomocą metod i modeli pośrednich.

Dlaczego jądro Ziemi pozostaje gorące?

Aby spróbować zrozumieć, dlaczego jądro Ziemi nie ochładza się przez tak długi czas, należy najpierw zrozumieć, co spowodowało jego początkowe nagrzanie. Wnętrze naszej planety, jak każdej innej planety, jest niejednorodne; reprezentują one stosunkowo wyraźnie odgraniczone warstwy o różnej gęstości. Ale nie zawsze tak było: ciężkie pierwiastki powoli opadały, tworząc wewnętrzne i zewnętrzne jądro, podczas gdy lekkie pierwiastki były wypychane na górę, tworząc płaszcz i skorupę ziemską. Proces ten przebiega niezwykle wolno i towarzyszy mu wydzielanie ciepła. Nie był to jednak główny powód ogrzewania. Cała masa Ziemi naciska z ogromną siłą na jej środek, wytwarzając fenomenalne ciśnienie około 360 GPa (3,7 mln atmosfer), w wyniku czego rozpad długożyciowych pierwiastków promieniotwórczych zawartych w rdzeniu żelazowo-krzemowo-niklowym zaczęło się pojawiać, czemu towarzyszyła kolosalna emisja ciepła.

Dodatkowym źródłem ciepła jest energia kinetyczna powstająca w wyniku tarcia pomiędzy różnymi warstwami (każda warstwa obraca się niezależnie od drugiej): rdzeniem wewnętrznym z zewnętrznym i zewnętrznym z płaszczem.

Wnętrze planety (proporcje nie są zachowane). Tarcie pomiędzy trzema wewnętrznymi warstwami służy jako dodatkowe źródło ciepła.

Na podstawie powyższego możemy stwierdzić, że Ziemia, a w szczególności jej wnętrzności, są samowystarczalną maszyną, która sama się nagrzewa. Ale to oczywiście nie może trwać wiecznie: zapasy pierwiastków radioaktywnych wewnątrz jądra powoli się wyczerpują i nie będzie już czym utrzymać temperatury.

Robi się zimno!

Tak naprawdę proces chłodzenia rozpoczął się już bardzo dawno temu, ale postępuje niezwykle wolno – ułamek stopnia na stulecie. Według przybliżonych szacunków minie co najmniej 1 miliard lat, zanim rdzeń całkowicie ostygnie i ustaną zachodzące w nim reakcje chemiczne i inne.

Krótka odpowiedź: Ziemia, a w szczególności jądro Ziemi, jest samowystarczalną maszyną, która sama się nagrzewa. Cała masa planety naciska na jej środek, wytwarzając fenomenalne ciśnienie i tym samym uruchamiając proces rozpadu pierwiastków radioaktywnych, w wyniku czego wydziela się ciepło.

W kierunku archipelagu Severnaya Zemlya z prędkością 55 kilometrów rocznie. Naukowcy sugerują, że szykuje się zmiana biegunów na skutek zaburzeń w niedostępnej dla bezpośrednich obserwacji płynnej części jądra planety. Trudno zrozumieć, co dokładnie się tam dzieje, ale hipotez jest wiele.

Misja do „żelaznego świata”

W 2022 roku NASA wyśle ​​urządzenie na asteroidę Psyche, znajdującą się pomiędzy Marsem a Jowiszem. Nazywa się go żelaznym światem.

Po odbiciu promieni od powierzchni oraz szybkości nagrzewania się i ochładzania naukowcy zdali sobie sprawę, że jest to, jeśli nie całkowicie, to w większości metal. Możliwe, że stamtąd przylecą do nas meteoryty żelazne. Zdarza się to bardzo rzadko; znanych jest nie więcej niż dwieście takich zdarzeń.

Zakłada się, że Psyche jest jądrem planety ziemskiej, która utraciła swoje zewnętrzne powłoki. Wraz z Ziemią i Wenus planeta ta powstała w pobliżu Słońca, ale potem coś się wydarzyło. Może to katastrofa, a może to wszystko wskutek powtarzającego się nagrzewania planety Ziemia – grudek materii, z których powstają planety.

Naukowcy z pewnością chcą dostać się do „żelaznego świata” i to nie tylko ze względu na geologiczną eksplorację złóż w interesie naszych potomków. Przede wszystkim dokładnie przestudiować analogię jądra Ziemi.

Dlaczego rdzeń jest żelazny?

Jądro Ziemi jest interesującym obiektem. Jego skład i temperatura znajdują odzwierciedlenie w leżących nad nimi warstwach i atmosferze. Jądro jest źródłem pola magnetycznego, które dało początek życiu. Istnieje również klucz do tajemnicy powstawania planet ziemskich.

Wnętrze Ziemi bada się za pomocą fal sejsmicznych i modelowania. Z grubsza rzecz biorąc, planeta składa się z górnej powłoki - skorupy, płaszcza i jądra.

Kilka faktów wskazuje, że rdzeń jest wykonany z żelaza. Ziemia ma własne pole magnetyczne, jak gdyby dipol był umieszczony wzdłuż osi obrotu. Płaszcz nie jest w stanie wytworzyć takiego pola, zbyt słabo przewodzi prąd. Według modelu geodynama jest do tego zdolna tylko ciecz przewodząca. Oznacza to, że część rdzenia jest płynna. Żelazo jest jednym z najpowszechniej występujących pierwiastków w Układzie Słonecznym. Potwierdza to obfitość meteorytów.

Elastyczne fale S nie przechodzą przez zewnętrzną część rdzenia, co oznacza, że ​​jest on płynny. Wewnętrzna część jądra o promieniu około 1221 kilometrów słabo propaguje fale S - odpowiednio jest albo stała, albo w stanie symulującym stałość. Granica między dwiema warstwami w rdzeniu jest dość wyraźna, podobnie jak granica między rdzeniem a dolnym płaszczem.

Uważa się, że rdzeń jest wykonany z żelaza z niewielkimi domieszkami niklu (wskazuje na to skład meteorytów żelaznych), krzemu, siarczków i tlenu.

Niektóre cechy przejścia fal sejsmicznych sugerują, że stałe jądro wewnętrzne obraca się nieco szybciej niż płaszcz i skorupa, o około 0,15 stopnia rocznie.

Kiedy i jak powstało jądro Ziemi? Jaki jest w nim stosunek pierwiastków chemicznych? Dlaczego nie jest jednolite? Jaka jest tam temperatura? Gdzie jest źródło energii? A co najważniejsze, dlaczego rdzeń powstał wewnątrz planety? Na każde z tych i wiele innych pytań istnieje wiele hipotez.

Który bliźniak jest szczęściarzem?

Wenus uważana jest za bliźniaczkę Ziemi – ma tylko nieznacznie mniejszą masę i rozmiar. Ale obecne warunki na jego powierzchni są zupełnie inne. Ziemia ma własne pole magnetyczne, atmosferę i biosferę.

Wenus na tej liście ma jedynie toksyczną atmosferę z chmurami kwasu siarkowego. W przeszłości geologicznej nie ma śladów pola magnetycznego, chociaż mogły zniknąć. Prawdopodobnie ma to związek z pochodzeniem bliźniaków.

Wenus i Ziemia powstały w jednej części mgławicy gazowo-pyłowej otaczającej Słońce. Zarodki planet rosły, przyciągając do siebie coraz więcej materiału. Kiedy masa osiągnęła wartość krytyczną, rozpoczęło się ogrzewanie i topienie. Substancję podzielono na frakcje: do środka osiadły pierwiastki ciężkie, na wierzch przedostały się lekkie.

Naukowcy z Niemiec, Japonii i Francji uważają, że nawarstwianie się ciał takich jak Ziemia przebiega równomiernie i stabilnie, każda warstwa jest jednorodna. Aby rdzeń był dwuwarstwowy i niejednorodny, gdzieś pod koniec procesu planeta musiała doświadczyć bardzo silnego uderzenia innego masywnego ciała. Część „obcej” substancji pozostała w wnętrznościach Ziemi, część została wyrzucona na orbitę, gdzie następnie powstał Księżyc. Uderzenie spowodowało wymieszanie się wnętrza planety, co doprowadziło do częściowego stopienia jądra.

Ale ewolucja Wenus przebiegła gładko, bez zagrożenia na kosmiczną skalę. Rozwarstwienie zakończyło się pomyślnie utworzeniem stałego żelaznego rdzenia, niezdolnego do wytworzenia pola magnetycznego.

Istnieje inna hipoteza: spontaniczna krystalizacja stopionego żelaza. Jednak aby to zrobić, musi ostygnąć do tysiąca Kelwinów, co jest niemożliwe.

Oznacza to, że jądra krystalizacji przeniknęły z zewnątrz – doszli do wniosku naukowcy z USA. Na przykład z dolnego płaszcza. Są to duże kawałki żelaza mierzące dziesiątki i setki metrów. Skąd będą pochodzić, to duże pytanie.

Jedna odpowiedź leży na powierzchni Ziemi w postaci starożytnych kwarcytów żelazistych. Być może ponad trzy miliardy lat temu skały te utworzyły dno oceanów. W wyniku ruchu płyt zatonął w płaszczu, a stamtąd w rdzeniu.

Tworzenie tarczy magnetycznej

Stosunek radioaktywnych izotopów ołowiu wskazuje na wiek jądra: około czterech i pół miliarda lat. Nie wiadomo, kiedy pojawiło się pole magnetyczne. Jego ślady znaleziono już w najstarszych skałach na Ziemi, mających 3,5 miliarda lat.

Zgodnie z modelem geodynama, ziemskie pole magnetyczne wymaga płynu przewodzącego, którego obrotowi towarzyszy mieszanie.

Problem polega na tym, że pole magnetyczne szybko wirujących cieczy prędzej czy później zanika. Sądząc po danych geologicznych, w widocznym dla nas okresie czasu natężenie ziemskiego pola magnetycznego nie uległo zmianie. Musi istnieć jakieś stałe, potężne źródło energii.

Kandydatów na to stanowisko jest dwóch. Konwekcja temperaturowa, możliwa, jeśli rdzeń wewnętrzny jest cieplejszy niż rdzeń zewnętrzny, oraz konwekcja kompozycyjna, czyli ruch elementów z jednej części do drugiej. Oznacza to, że twarda część rdzenia wzrasta. Ale nie powinieneś bać się całkowitego zamrożenia. Zajmie to ponad miliard lat.

Podziel się ze znajomymi lub zapisz dla siebie:

Ładowanie...