Когда остынет ядро земли

Когда остынет ядро земли

Относительно недавно британскими учёными была разработана и пояснена схема процессов, в соответствии с которыми ядро планеты Земля остаётся горячим. Ранее считалось, что оно постепенно остывает. Но в настоящее время выяснено, что, наоборот, в некоторых местах оно нагревается. Ответ на вопрос, почему ядро Земли горячее, будет дан в статье.

Описание

Вещество, находящееся в центральной части нашей планеты, представляет собой субстанцию, окружённую большим количеством загадок. Всё это связано с тем, что ни одному учёному не довелось подержать в руках его образец. Даже с учётом развития технологий добыть его невозможно, т. к. глубина залегания составляет 2900 км от поверхности Земли, а учёные смогли добраться вглубь только на 12 км 290 м. Так что современные знания о ядре несовершенны и противоречивы.

Есть распространённое мнение о том, что ядерная часть включает в себя железоникелевый сплав, а также комплекс других веществ, имеющих «родство» с железом. Учёные полагают, что на такой глубине условия невероятны: температура составляет 5 000 градусов, плотность – 12,5 тонн на кубический метр, а уровень давления достигает отметки в 361 ГПа. Несмотря на это, планета, являющаяся нашим домом, и продолжает изучаться до сих пор.

Температура ядра Земли

История и современность

Учёные всегда считали, что ядро Земли возникло 4,5 миллиардов лет тому назад. Сначала оно считалось раскалённым, а потом случилось его медленное остывание, что продолжается до настоящего момента времени. При этом выделяемое тепло способно подниматься через мантию до коры вследствие процесса конвекции. Именно эти потоки обеспечивают «подпитку» ядерной части планеты и формированию магнитного поля. Однако эти исследования так и не позволили найти ответ на вопрос, почему ядро Земли горячее.

В соответствии с более современной моделью в ядерной части может происходить обратный процесс, который влечёт за собой не только остывание, но и нагревание/плавление. Такой вывод был сделан с учётом явления конвекции, а также анализа базовых сейсмических данных. В результате сложилась уникальная картина: на границе ядра и мантии могут протекать различные процессы, которые зависят от вышележащего слоя мантии. Они отчасти и определяют ситуацию у поверхности планеты.

Таким образом, мы рассмотрели, почему ядро Земли горячее и не остывает, и какие процессы на нем происходят.

Оно остывает, только медленно

Просмотров: 64513 shutterstock От земного ядра поднимаются колоссальные восходящие тепловые потоки магмы — плюмы. У поверхности мантии они растекаются в стороны, вызывая дрейф континентов, а остыв, опускаются в глубину. Но у ядра есть и источники нагрева: распад долгоживущих радиоактивных элементов и трение между ядром и внешними слоями Земли, вращение которых постепенно тормозят приливы. И все же ядро остывает и от этого постепенно кристаллизуется: диаметр внутреннего твердого ядра увеличивается на несколько сантиметров в столетие.

Цифра: температура земного ядра — 6230±500 K

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.

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.

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.

Читайте также:  Как восстановить документ из корзины после очистки

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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!

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

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

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!

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.

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?

Читайте также:  Gt i9300 замена стекла

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.

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?

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!

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.

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.

Ой, у вас баннер убежал!

Редакторский дайджест

Присылаем лучшие статьи раз в месяц

Скоро на этот адрес придет письмо. Подтвердите подписку, если всё в силе.

  • Скопировать ссылку
  • Facebook
  • Twitter
  • ВКонтакте
  • Telegram
  • Pocket

Похожие публикации

  • 3 мая 2017 в 18:15

Спросите Итана: откуда нам известно, что Земля не плоская?

Применение KolibriOS. Часть 2: Экзоверсия ядра для разработчиков железа

NASA опубликовало фото Земли, вид с колец Сатурна

Заказы

AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

Комментарии 32

> И каждое землетрясение – это небольшое приближение Земли к конечному, остывшему и насквозь твёрдому состоянию.

Большинство землетрясений происходит в районе Японии и Камчатки из-за «континентального дрифта». К остыванию это если и имеет отношение, то весьма косвенное.

которые плавают над земной корой, которая находится над более плотной мантией, которая не тонет в самую плотную часть Земли: в кору.

По той же причине спутниках Юпитера, Сатурна и Нептуна есть жидкая вода и вулканическая активность.

90%) вырабатывается третьим механизмом.

«По мере старения и охлаждения Земли всё большая часть ядра становится твёрдой, и поэтому Земля немного сжимается!»

Странно, тогда почему растёт площадь земной коры в рифтовых долинах срединных океанических хребтов? Это факт, поэтому я пока считаю, что Земля немного расширяется. Расширяется за счёт роста объёма её мантии, которая выступает на поверхность в разломах в этих долинах, изливается из вулканических кратеров. В некоторых местах кора уходит под кору, но, баланс, по-моему, в пользу роста площади.
Почему может расти объём мантии? Например, по той же неизвестной причине, которая приводит к увеличению объёма Вселенной. Только темпы увеличения объёма разные.

Читайте также:  Мне нужны не умники а верноподданные

Написанная картина идеально соответствует модели мёртвой вселенной, в которой нет механизма самовоспроизводства материи.
Но реальная вселенная живая, работает процессом собственного бытия.Продуктом этой работы является равный пропорциональный прирост количества квантов электростатического поля и количества квантов магнитного поля, составляющих объём пространства материи физического вакуума, и количества Атомных Единиц Массы вещества. Относительная величина этого прироста есть Объёмная Постоянная Хаббла и имеет величину 6,591*10^-18 в секунду.
В грамме любого вещества работа процесса бытия рождает, приблизительно, 4 миллиона новых нейтронов в секунду. С соответствующими последующими трансмутациями нейтронов и атомов элементов вещества.
Те нейтроны, которые не захватываются ядрами атомов, в течение 14 минут и 40 секунд разделяются на протон, электрон и фотон, с общей энергией кинетического движения протона и электрона и энергии фотона 782000 электрон-вольт. Те нейтроны, которые поглощаются ядрами некоторых атомов, трансмутируют эти атомы в более тяжёлые изотопы исходных элементов. А те нейтроны, которые делятся на нейтрон, протон и фотон в тесной близости от ядер некоторых атомы, позволяют ядрам этих атомов поглотить протон или электрон и трансмутировать в атомы элементов с большим или меньшим количеством протонов в ядрах их атомов.
Плотность элементов периодически уменьшается и увеличивается по мере прироста количества протонов в ядрах атомов элементов.
Таким образом, в недрах планеты постоянно выделяется тепло. Атомы элементов вещества трансмутируют, объём этих атомов изменяется и трансмутировавшие атомы соответственно всплывают, если объём атомов увеличился, или тонут, если объём атомов уменьшается.
Значит, полного расслоения вещества планеты по разным слоям плотности никогда не может произойти из-за постоянно текущего квантовомеханического механизма трансмутации атомов элементов.
На протяжении периода времени 3,3325 миллиардов лет удваивается объём пространства материи физического вакуума и количества Атомных Единиц Массы.
Теперь про Солнце — ближайшую к нам звезду.
Количество энергии, выделяющейся в веществе Солнца в результате деления рождающихся нейтронов на протон, электрон и фотон полностью достаточно для обеспечения наблюдаемой астрономами светимости Солнца.
Подробности в статьях, которые свободно доступны в интернете:
1. А.К. Макеев. Всеобщая теория относительности // Труды Конгресса-2016. Фундаментальные проблемы естествознания и техники. Серия: Проблемы исследования Вселенной. – Санкт-Петербург, 2016, Т. 37, № 4. С. 177-268. ISSN 2304-0300.
2. А.К. Макеев. Самовоспроизводство материи // Materials of the international scientific-practical conference: «Prospects for the Development of Modern Science» – Jerusalem, Israel: Regional Academy of Management, 2016. – 535 p. P. 213-220. UDC 001.18 BBC 72 P 93 ISBN 978-601-267-398-2
3. Макеев А.К. Энергетика планет и звёзд как проявление равного пропорционального космологического прироста количества материи // SciTecLibrary.ru Дата публикации 04 января 2015 года

На сайте Проза.ру опубликованы научно-популярные статьи:
4. Некрофилы космологи веруют в смерть вселенной
5. Вакуум Эйнштейна противоречит реальности
6. Каков физический механизм гравитации
7. Объём в литрах килограмм-моля элементов
8. Строение Солнца и планет
9. Куда и как открыта система Вселенной
И т.д.

Ссылка на основную публикацию
Ключ для word windows 10
Рано или поздно любой пользователь может столкнуться с проблемой поиска ключа Office. Конечно, если лицензия на него приобретена, то таких...
Калибровка монитора macbook pro
Сервисный центр MacPlus (ремонт Apple) раскрывает секреты калибровки дисплея iMac и Macbook Вы замечали, что одни и те же изображения...
Калькулятор градусов и минут сложение и вычитание
Калькулятор, поддерживающий основные арифметические действия над выражениями с градусами. Создан по запросу пользователя. Этот калькулятор выполняет арифметические действия над градусами....
Ключ для эксель 365 лицензионный ключ бесплатно
Еще несколько лет назад компаня Майкрософт планировала свой пакет продавать вместе уже с компьютерами, как сейчас происходит с операционной системой...
Adblock detector