מה זה במרכז הארץ?

האיש היה מסוגל להיכנס לכל הפינות של כוכב הלכת שלנו. הוא ניצח את האדמה, עף באוויר יורדים לתחתית האוקיינוסים. הוא היה אפילו מסוגל להגיע לחלל ולנחות על הירח. אבל אף אחד לא היה מסוגל להגיע לליבה של הפלנטה שלנו.

מסתרי העולם

לא יכולנו אפילו להתקרב. מרכז כוכב הלכת שלנו הוא במרחק של 6000 ק"מ מפני השטח, ואפילו החלק החיצוני של הליבה הוא 3000 קילומטרים נמוך יותר מאשר האיש החי. החור העמוק ביותר שאי פעם הצליח לגרום לאדם הנמצא בשטח של רוסיה, אבל שהוא יורד לגלי כמה 12.3 קילומטרים.

כל האירועים המשמעותיים ביותר בעולם גם יקרה יותר קרוב לפני השטח. הלבה כי מתפרץ הר געש, מגיע במצב נוזלי בעומק של כמה מאות קילומטרים. גם יהלומים, ליצירת אשר חייב להיות חום ולחץ, נוצרים בעומק של 500 ק"מ.

כל דבר שהוא בתחתית, אפוף מסתורין. וזה נראה פחות מובן. ובכל זאת אנו יודעים מפתיע רבים של ליבת כדור הארץ. מדענים אפילו יש כמה רעיונות לגבי איך זה קרה מיליארדים היווצרות של שנים. וכל זה בלי דגימה פיזית. אבל איך זה התגלה?

מסת כדור הארץ

דרך טובה - היא לחשוב על המשקל, המהווה את כדור הארץ. אנחנו יכולים להעריך את המסה של כוכב הלכת שלנו על ידי התבוננות השפעה כבידתית שלה על החפצים הנמצאים על פני השטח. מתברר כי המסה של כדור הארץ הוא 5.9 sextillion טונות. מספר 59 זה ואחריו 20 אפסים. ואין אינדיקציה כי על פני השטח יש משהו כל כך מסיבי.

הצפיפות של חומרים על פני השטח של כדור ארץ היא הרבה יותר נמוכה מאשר הצפיפות הממוצעת של כדור הארץ. משמעות הדבר היא כי בתוך זה משהו עם צפיפות גבוהה בהרבה.

בנוסף, רוב המסה של כדור הארץ צריך להיות ממוקם לכיוון מרכז ממנו. לכן, הצעד הבא הוא להבין מה מתכות כבדות יוצרי הליבה שלה.

ליבת כדור הארץ הרכב

מדענים מציעים כי הליבה של כדור הארץ הוא כמעט ודאי מורכב ברזל. הוא האמין כי סכום של עד 80%, אם כי המספר המדויק הוא עדיין נושא לדיון.

הראיות העיקריות לכך - כמות עצומה של ברזל ביקום. זהו אחד מעשרת המרכיבים הנפוצים ביותר בגלקסיה שלנו, והוא נמצא בדרך כלל במטאוריטים. בהינתן סכום זה מזה, ברזל על פני השטח של כדור הארץ הוא הרבה יותר נדיר מזה שניתן היה לצפות. לכן, יש תיאוריה שכאשר היה תהליך של היווצרות כדור הארץ לפני 4.5 מיליארד שנים, ורוב הברזל היה בהרכב של הגרעין.

זו הסיבה הליבה היא החלק העיקרי של המסה של כוכב הלכת, ורוב ברזל הוא גם זה. הברזל הוא מרכיב צפוף יחסית טבעי לנו, ותחת לחץ כבד במרכז הארץ, יש ריכוז גבוה יותר. לכן, ליבת הברזל תביא בחשבון את כל זה אינו נוגע במשטח של המסה. אבל נשאלת השאלה. איך זה שרוב הברזל מרוכז בגרעין?

סודות המרכיבים את ליבת כדור הארץ

הברזל היה איכשהו ממש נמשך אל מרכז כדור הארץ. וזה לא מיד אפשר להבין איך זה קרה.

רוב המסה הנותרת של כדור הארץ מורכב מסלעים, סיליקטים נקראים, ואת ברזל המותך מנסה לעבור אותם. באופן דומה, כמו המים הם מסוגלים להרכיב טיפות על פני השטח השמנוניים של הברזל נאסף במיכלים קטנים, שם הוא לא יכול מופץ נוסף או נצרכים.

בשנת 2013, מדענים באוניברסיטת סטנפורד בקליפורניה (ארה"ב) מצא פתרון אפשרי. הם רצו לדעת מה קורה כאשר וברזל וסיליקטים הנתונות ללחצים חזקים, כפי שהיה בעבר מרכז כדור הארץ. מדענים הצליחו להפוך ברזל מותך לעבור דרך סיליקט, יצירת לחץ עם יהלומים. למעשה, לחץ דם גבוה משנה את האינטראקציה של ברזל וסיליקטים. בלחצים גבוהים יותר המיוצר לרשת מותך. לפיכך, ניתן להניח כי במשך מיליארדי שנים, החלפת ברזל בהדרגה למטה דרך הסלעים עד שתגיע הליבה.

גודלו של גרעין

כנראה, תוכלו גם להיות מופתע כמה שידוע מדענים ממדים של הגרעין. מה גורם להם לחשוב כי הוא נמצא בעומק של 3000 ק"מ מפני השטח. התשובה טמונה סיסמולוגיה.

במקרה של גלי הלם רעידת אדמה פרוס ברחבי הארץ. Seismologists להקליט תנודות אלה. זה אותו הדבר אם פגענו בצד אחד של כדור הארץ פטיש ענק, ומצד אחר והקשיבו לרעש שנוצר.

הכמות העצומה של נתונים התקבלה בזמן רעידת האדמה בצ'ילה, אשר התרחשה בשנת 1960. כל תחנות Seismological בעולם הצליחו להקליט את הזעזועים של רעידת אדמה זו. בהתאם לכיוון שלוקח התנודות הללו, הם עוברים בחלקים שונים של כדור הארץ, וזה משפיע על אופן שבו הם "נשמעים" בחלקים אחרים של הארץ.

בתחילת ההיסטוריה של סיסמולוגיה, התברר כי תנודות חלקם הולכות לאיבוד. זה היה צפוי כי מה שנקרא S-הגל יהיה בצד השני של כדור הארץ, אבל זה לא קרה. הסיבה לכך הייתה פשוטה. S-גלים יכולים להשתקף דרך החומר המוצק בלבד, ולא יכלו לעשות זאת באמצעות הנוזל. לפיכך, הם היו צריכים לעבור משהו נמס במרכז הארץ. חקירת נתיב S-גלים מצאו כי רוק כבד הופך נוזלי במרחק של 3000 ק"מ מתחת. זה הציע כי הליבה של כדור הארץ יש מבנה נוזלי. אבל seismologists מחכה הפתעה נוספת.

המבנה של ליבת כדור הארץ

בשנת 1930 סיסמולוג דנית להמן אינגה ציין כי סוג אחר של גלים, הנקראים P-גלים יכולים לעבור דרך הליבה הפנימית, ולהיות מזוהה בצד השני של כדור הארץ. אז המדענים הגיעו למסקנה כי הליבה מחולק לשני רבדים. הגרעין הפנימי, אשר מתחילה בעומק של כ 5000 ק"מ מפני השטח, למעשה, הוא מוצק. אבל המציאות החיצונית נמצאת במצב הנוזלי. רעיון זה אושר בשנת 1970, כאשר seismographs רגיש יותר נמצא כי גלי P באמת יכול לעבור דרך הקרנל, ובמקרים מסוימים לסטות ממנה בזווית. כמובן, הם עדיין ניתן היה לשמוע בצד השני של כדור הארץ.