Nega yer yadrosi sovib ketmaydi? Yerning markazida nima bor. Olimlar, agar yer yadrosi sovib ketsa, nima uchun er yadrosi qattiq turishini aniqlagan bo'lishi mumkin.

Olimlar Yer yadrosi harorati Quyosh yuzasidan yuqori bo‘lishiga qaramay, nima uchun qattiqligicha qolayotganiga yangi izoh bergan ko‘rinadi. Ma'lum bo'lishicha, bu bizning sayyoramizning markazida joylashgan kristallangan temir "to'p" ning atom arxitekturasi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.

Tadqiqotchilarning taʼkidlashicha, Yer yadrosi hech qachon koʻrilmagan atom holatiga ega boʻlishi mumkin, bu esa sayyoramiz markazida sodir boʻlishi kutilayotgan aql bovar qilmaydigan harorat va bosimlarga bardosh bera oladi. Agar olimlar bu masalada to'g'ri bo'lsa, bu bizni o'nlab yillar davomida ta'qib qilib kelgan yana bir sirni hal qilishga yordam berishi mumkin.

Shvetsiyaning Stokgolmdagi Qirollik texnologiya instituti tadqiqotchilari guruhi mamlakatdagi eng kuchli superkompyuterlardan biri bo‘lgan Triolithdan yer yuzasidan 6400 kilometr chuqurlikda sodir bo‘lishi mumkin bo‘lgan atom jarayonini taqlid qilish uchun foydalangan. Boshqa har qanday metalda bo'lgani kabi, temirning atom tuzilmalari harorat va bosimning o'zgarishi ta'sirida o'zgarishi mumkin. Xona haroratida va normal bosimda temir kristall panjaraning tanaga yo'naltirilgan kubik (bcc) fazasida bo'ladi. Yuqori bosim ostida panjara olti burchakli yaqin o'ralgan fazaga aylanadi. Bu atamalar metallning kristall panjarasidagi atomlarning joylashishini tavsiflaydi, ular o'z navbatida uning mustahkamligi va boshqa xususiyatlari uchun javobgardir, masalan, metall qattiq holatda qoladimi yoki yo'qmi.

Ilgari, er yadrosidagi temirning qattiq, kristallangan holati uning kristall panjaraning olti burchakli yopiq fazasida ekanligi bilan izohlanadi, chunki bu erda bcc uchun sharoitlar juda beqaror. Biroq, yangi tadqiqotlar shuni ko'rsatishi mumkinki, sayyoramizning markazidagi muhit aslida uni yo'q qilish o'rniga, bcc holatini qattiqlashtirmoqda va zichlashtirmoqda.

“Yer yadrosi sharoitida bcc temir panjarasi atom diffuziyasining ilgari misli ko'rilmagan naqshini namoyish etadi. BCC bosqichi "Meni o'ldirmaydigan narsa meni kuchliroq qiladi" shiori bilan o'tadi. Beqarorlik past haroratlarda bcc fazasini to'xtatishi mumkin, lekin yuqori haroratlar, aksincha, bu bosqichning barqarorligini oshiradi, - deydi yetakchi tadqiqotchi Anatoliy Belonoshko.

Belonoshko Yerning markazidagi temir atomlarining faolligi oshishiga o'xshashlik sifatida, atomlar (kartalar bilan ifodalangan) ko'tarilgan harorat va bosim ta'sirida bir-biri bilan doimiy va juda tez aralashishi mumkin bo'lgan aralashtirish kartalari to'plamini keltiradi. , lekin pastki bir butun bo'lib qoladi. Va bu raqamlar juda ta'sirli: biz sirtda boshdan kechirayotgan bosimdan 3,5 million baravar yuqori va haroratda taxminan 6000 daraja yuqori.

Triolith superkompyuteridan olingan ma'lumotlar, shuningdek, Yerning ichki yadrosi massasining 96 foizigacha (avvalgi hisob-kitoblardan yuqori) temir bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi. Qolganlari nikel va boshqa engil elementlardan keladi.

Yaqinda olib borilgan tadqiqotlar orqali hal qilinishi mumkin bo'lgan yana bir sir - nima uchun seysmik to'lqinlar ekvator bo'ylab emas, balki qutblar orasida tezroq tarqaladi. Ushbu hodisa ko'pincha anizotropiya deb ataladi. Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, Yerning markazida joylashgan ekstremal sharoitlarda temirdagi bcc panjarasining xatti-harakati keng ko'lamli anizotropiya effektlarini yaratish uchun etarli bo'lishi mumkin, bu esa o'z navbatida olimlar uchun kelajakda kashf qilish uchun yana bir yo'l yaratadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, bu taxmin Yerning ichki dinamik jarayonlarining maxsus kompyuter simulyatsiyalari asosida olingan va boshqa modellar asosida hisoblash natijalari farq qilishi mumkin. Tegishli ilmiy asboblarni qanday qilib bunday chuqurlikka tushirishni aniqlamagunimizcha, hisob-kitoblarning to'g'riligi haqida yuz foiz ishonch bilan gapira olmaymiz. Va u erda bo'lishi mumkin bo'lgan harorat va bosimni hisobga olsak, sayyora yadrosi faoliyati to'g'risida to'g'ridan-to'g'ri dalillarni olish biz uchun mutlaqo imkonsiz bo'lishi mumkin.

Va shunga qaramay, qiyinchiliklarga qaramay, bu kabi tadqiqotlarni davom ettirish muhim, chunki sayyoramiz ichida nima sodir bo'layotgani haqida ko'proq ma'lumotga ega bo'lganimizdan so'ng, keyingi voqealarni bilish uchun ko'proq imkoniyatga ega bo'lamiz.

Qalinligi taxminan 2200 km, ular orasida ba'zan o'tish zonasi ajralib turadi. Yadro massasi - 1,932 10 24 kg.

Yadro haqida juda kam narsa ma'lum - barcha ma'lumotlar bilvosita geofizik yoki geokimyoviy usullar bilan olinadi va yadro materialining tasvirlari mavjud emas va yaqin kelajakda olinishi dargumon. Biroq, fantast yozuvchilar bir necha bor Yerning yadrosiga sayohat qilishlari va u erda yashiringan behisob boyliklarni batafsil tasvirlab berishgan. Yadrodagi xazinalarga umid qandaydir asosga ega, chunki zamonaviy geokimyoviy modellarga ko'ra, yadroda qimmatbaho metallar va boshqa qimmatli elementlar nisbatan yuqori.

Tadqiqot tarixi

Ehtimol, birinchilardan bo'lib Yer ichida zichligi yuqori bo'lgan hudud mavjudligini taklif qilganlardan biri Genri Kavendish bo'lib, u Yerning massasi va o'rtacha zichligini hisoblab chiqdi va u Yer yuzasiga ta'sir qilgan jinslarning zichligi xarakteristikasidan sezilarli darajada katta ekanligini aniqladi. .

Mavjudligi 1897-yilda nemis seysmologi E.Vichert tomonidan, paydo boʻlish chuqurligi (2900 km) 1910-yilda amerikalik geofizik B.Gutenberg tomonidan aniqlangan.

Xuddi shunday hisob-kitoblarni kichik sayyora jismlari yadrolarining bo'laklari bo'lgan metall meteoritlar uchun ham qilish mumkin. Ma'lum bo'lishicha, ularda yadro hosil bo'lishi ancha tezroq, taxminan bir necha million yil davomida sodir bo'lgan.

Soroxtin va Ushakov nazariyasi

Ta'riflangan model yagona emas. Shunday qilib, Soroxtin va Ushakovning "Yerning rivojlanishi" kitobida bayon etilgan modeliga ko'ra, er yadrosining shakllanish jarayoni taxminan 1,6 milliard yil davom etgan (4 yildan 2,6 milliard yil oldin). Mualliflarning fikricha, yadroning shakllanishi ikki bosqichda sodir bo'lgan. Avvaliga sayyora sovuq edi va uning tubida hech qanday harakatlar sodir bo'lmadi. Keyin u metall temir eriy boshlashi uchun radioaktiv parchalanish bilan qizdirildi. U erning markaziga to'plana boshladi, shu bilan birga tortishish differentsiatsiyasi tufayli katta miqdordagi issiqlik ajralib chiqdi va yadroni ajratish jarayoni faqat tezlashdi. Bu jarayon faqat ma'lum bir chuqurlikka o'tdi, uning ostida modda shu qadar yopishqoq ediki, temir endi cho'kib keta olmaydi. Natijada erigan temir va uning oksidi zich (og'ir) halqasimon qatlam hosil bo'ldi. U Yerning dastlabki "yadrosi" ning engil moddasi ustida joylashgan edi.

Nima uchun er yadrosi sovib ketmadi va 4,5 milliard yil davomida taxminan 6000 ° S haroratgacha qiziydi? Savol juda murakkab, bundan tashqari, fan 100% aniq va tushunarli javob bera olmaydi. Biroq, buning ob'ektiv sabablari bor.

Haddan tashqari maxfiylik

Er yadrosining haddan tashqari, ta'bir joiz bo'lsa, sirliligi ikki omil bilan bog'liq. Birinchidan, uning qanday, qachon va qanday sharoitda paydo bo'lganligini hech kim aniq bilmaydi - bu proto-erning shakllanishi paytida yoki shakllangan sayyora mavjudligining dastlabki bosqichlarida sodir bo'lgan - bularning barchasi katta sirdir. Ikkinchidan, er yadrosidan namunalar olish mutlaqo mumkin emas - uning nimadan iboratligini hech kim aniq bilmaydi. Bundan tashqari, yadro haqida bizga ma'lum bo'lgan barcha ma'lumotlar bilvosita usullar va modellar yordamida to'planadi.

Nima uchun Yerning yadrosi issiq bo'lib qoladi?

Yerning yadrosi nima uchun bunchalik uzoq vaqt sovib ketmasligini tushunishga harakat qilish uchun avvalo uning qizib ketishiga nima sabab bo'lganini tushunishingiz kerak. Sayyoramizning ichki qismi, boshqa sayyoralar singari, ular turli zichlikdagi nisbatan aniq chegaralangan qatlamlarni ifodalaydi; Ammo bu har doim ham shunday emas edi: og'ir elementlar asta-sekin cho'kib, ichki va tashqi yadroni tashkil etdi, engil elementlar esa tepaga ko'tarilib, mantiya va er qobig'ini hosil qildi. Bu jarayon juda sekin davom etadi va issiqlik chiqishi bilan birga keladi. Biroq, bu isitishning asosiy sababi emas edi. Yerning butun massasi o'z markaziga juda katta kuch bilan bosilib, taxminan 360 GPa (3,7 million atmosfera) fenomenal bosim hosil qiladi, buning natijasida temir-kremniy-nikel yadrosidagi uzoq muddatli radioaktiv elementlarning parchalanishi sodir bo'ladi. sodir bo'la boshladi, bu esa issiqlikning ulkan emissiyasi bilan birga keldi.

Isitishning qo'shimcha manbai - turli qatlamlar orasidagi ishqalanish natijasida hosil bo'lgan kinetik energiya (har bir qatlam bir-biridan mustaqil ravishda aylanadi): ichki yadro tashqi va tashqi mantiya bilan.

Sayyoraning ichki qismi (nisbatlar hurmat qilinmaydi). Uchta ichki qatlam orasidagi ishqalanish qo'shimcha isitish manbai bo'lib xizmat qiladi.

Yuqoridagilarga asoslanib, biz Yer va ayniqsa uning ichaklari o'zini o'zi isitadigan o'zini o'zi ta'minlaydigan mashinadir, degan xulosaga kelishimiz mumkin. Ammo bu tabiiy ravishda abadiy davom eta olmaydi: yadro ichidagi radioaktiv elementlarning zahiralari asta-sekin yo'q bo'lib ketadi va endi haroratni ushlab turish uchun hech narsa bo'lmaydi.

Sovuyapti!

Darhaqiqat, sovutish jarayoni juda uzoq vaqt oldin boshlangan, ammo u juda sekin davom etadi - asrda bir daraja. Taxminiy hisob-kitoblarga ko'ra, yadro to'liq sovib, undagi kimyoviy va boshqa reaksiyalar to'xtaguncha kamida 1 milliard yil o'tadi.

Qisqa javob: Yer, xususan, er yadrosi o'zini o'zi isitadigan mashinadir. Sayyoraning butun massasi uning markazini bosib, fenomenal bosim hosil qiladi va shu bilan radioaktiv elementlarning parchalanish jarayonini qo'zg'atadi, buning natijasida issiqlik chiqariladi.

Bizning Yer sayyoramiz qatlamli tuzilishga ega va uchta asosiy qismdan iborat: yer qobig'i, mantiya va yadro. Yerning markazi nima? Yadro. Yadroning chuqurligi 2900 km, diametri esa taxminan 3,5 ming km. Ichkarida 3 million atmosfera dahshatli bosim va nihoyatda yuqori harorat - 5000 ° S. Olimlarga Yerning markazida nima borligini aniqlash uchun bir necha asr kerak bo'ldi. Hatto zamonaviy texnologiya ham o'n ikki ming kilometrdan chuqurroq kira olmadi. Kola yarim orolida joylashgan eng chuqur quduq 12262 metr chuqurlikka ega. Bu Yerning markazidan ancha uzoqda.

Yer yadrosining ochilish tarixi

Sayyoramizning markazida yadro borligi haqida birinchilardan biri 18-asr oxirida ingliz fizigi va kimyogari Genri Kavendish edi. U fizik tajribalar yordamida Yerning massasini hisoblab chiqdi va uning kattaligidan kelib chiqib, sayyoramiz moddasining o'rtacha zichligini aniqladi - 5,5 g / sm3. Er qobig'idagi ma'lum tog' jinslari va minerallarning zichligi taxminan yarmiga teng bo'ldi. Bu Yerning markazida zichroq materiya mintaqasi - yadro bor degan mantiqiy taxminga olib keldi.

1897 yilda nemis seysmologi E. Vichert Yerning ichki qismidan seysmologik to'lqinlarning o'tishini o'rganib, yadro mavjudligi haqidagi taxminni tasdiqlay oldi. 1910 yilda esa amerikalik geofizik B. Gutenberg uning joylashuvi chuqurligini aniqladi. Keyinchalik yadro hosil bo'lish jarayoni haqida farazlar paydo bo'ldi. Taxminlarga ko'ra, u og'irroq elementlarning markazga joylashishi natijasida hosil bo'lgan va dastlab sayyoraning moddasi bir hil (gazsimon) bo'lgan.

Yadro nimadan iborat?

Uning fizik va kimyoviy parametrlarini o'rganish uchun namunasi olinmaydigan moddani o'rganish juda qiyin. Olimlar faqat ma'lum xususiyatlarning mavjudligini, shuningdek, bilvosita dalillarga asoslangan yadroning tuzilishi va tarkibini taxmin qilishlari kerak. Yerning ichki tuzilishini o‘rganishda seysmik to‘lqinlarning tarqalishini o‘rganish ayniqsa foydali bo‘ldi. Sayyora yuzasining ko'p nuqtalarida joylashgan seysmograflar yer qobig'ining silkinishi natijasida yuzaga keladigan seysmik to'lqinlarning tezligi va turlarini qayd etadi. Bu ma'lumotlarning barchasi Yerning ichki tuzilishini, shu jumladan uning yadrosini baholashga imkon beradi.

Ayni paytda olimlar sayyoramizning markaziy qismi heterojen ekanligini taxmin qilmoqdalar. Yerning markazida nima bor? Mantiyaga tutashgan qism suyuq yadro bo'lib, erigan moddalardan iborat. Ko'rinishidan, tarkibida temir va nikel aralashmasi mavjud. Olimlarni bu fikrga asteroid yadrolari bo'laklari bo'lgan temir meteoritlarni o'rganish sabab bo'ldi. Boshqa tomondan, hosil bo'lgan temir-nikel qotishmalari kutilgan yadro zichligidan yuqori zichlikka ega. Shu sababli, ko'plab olimlar Yerning markazida, yadroda engilroq kimyoviy elementlar bor deb taxmin qilishga moyil.

Geofiziklar magnit maydonning mavjudligini suyuq yadro mavjudligi va sayyoraning o'z o'qi atrofida aylanishi bilan izohlaydilar. Ma'lumki, oqim o'tganda o'tkazgich atrofida elektromagnit maydon paydo bo'ladi. Mantiyaga tutashgan erigan qatlam shunday ulkan oqim o'tkazuvchi o'tkazgich bo'lib xizmat qiladi.

Yadroning ichki qismi, bir necha ming daraja haroratga qaramay, qattiq moddadir. Buning sababi shundaki, sayyora markazidagi bosim juda yuqori bo'lib, issiq metallar qattiq holga keladi. Ba'zi olimlarning ta'kidlashicha, qattiq yadro vodoroddan iborat bo'lib, u aql bovar qilmaydigan bosim va ulkan harorat ta'sirida metallga o'xshaydi. Shunday qilib, hatto geofiziklar ham Yerning markazi nima ekanligini aniq bilishmaydi. Ammo masalani matematik nuqtai nazardan ko'rib chiqsak, Yerning markazi taxminan 6378 km uzoqlikda ekanligini aytishimiz mumkin. sayyora yuzasidan.

Er yadrosi ikki qatlamni o'z ichiga oladi, ular orasida chegara zonasi mavjud: yadroning tashqi suyuq qobig'i qalinligi 2266 kilometrga etadi, uning ostida diametri 1300 km ga teng bo'lgan massiv zich yadro joylashgan. O'tish zonasi bir xil bo'lmagan qalinlikka ega va asta-sekin qattiqlashib, ichki yadroga aylanadi. Yuqori qatlam yuzasida harorat 5960 daraja Selsiy atrofida, garchi bu ma'lumotlar taxminiy hisoblanadi.

Tashqi yadroning taxminiy tarkibi va uni aniqlash usullari

Hatto er yadrosining tashqi qatlamining tarkibi haqida hali ham juda kam narsa ma'lum, chunki o'rganish uchun namunalar olish mumkin emas. Sayyoramizning tashqi yadrosini tashkil qilishi mumkin bo'lgan asosiy elementlar temir va nikeldir. Olimlar bu gipotezaga meteoritlarning tarkibini tahlil qilish natijasida kelishgan, chunki kosmosdan sayohatchilar asteroidlar va boshqa sayyoralar yadrolarining parchalaridir.

Shunga qaramay, meteoritlarni kimyoviy tarkibida mutlaqo bir xil deb hisoblash mumkin emas, chunki asl kosmik jismlar hajmi jihatidan Yerdan ancha kichik edi. Ko‘p izlanishlardan so‘ng olimlar yadro moddasining suyuq qismi boshqa elementlar, jumladan, oltingugurt bilan juda suyultirilgan degan xulosaga kelishdi. Bu uning zichligi temir-nikel qotishmalariga qaraganda pastroq ekanligini tushuntiradi.

Sayyoraning tashqi yadrosida nima sodir bo'ladi?

Mantiya bilan chegaradagi yadroning tashqi yuzasi heterojendir. Olimlarning ta'kidlashicha, u turli xil qalinliklarga ega bo'lib, o'ziga xos ichki relyefni tashkil qiladi. Bu heterojen chuqur moddalarning doimiy aralashishi bilan izohlanadi. Ular kimyoviy tarkibida farqlanadi, shuningdek, turli xil zichlikka ega, shuning uchun yadro va mantiya orasidagi chegara qalinligi 150 dan 350 km gacha o'zgarishi mumkin.

O'tgan yillardagi fantast yozuvchilar o'z asarlarida chuqur g'orlar va er osti yo'llari orqali Yer markaziga sayohatni tasvirlab berishgan. Bu haqiqatan ham mumkinmi? Afsuski, yadro yuzasidagi bosim 113 million atmosferadan oshadi. Bu shuni anglatadiki, har qanday g'or hatto mantiyaga yaqinlashish bosqichida ham qattiq "yopildi". Bu nima uchun sayyoramizda kamida 1 km dan chuqurroq g'orlar yo'qligini tushuntiradi.

Yadroning tashqi qatlamini qanday o'rganasiz?

Olimlar seysmik faollikni kuzatish orqali yadro qanday ko'rinishini va u nimadan iboratligini aniqlashlari mumkin. Masalan, tashqi va ichki qatlamlar magnit maydon ta'sirida turli yo'nalishlarda aylanishi aniqlandi. Yerning yadrosi o'nlab ochilmagan sirlarni yashiradi va yangi fundamental kashfiyotlarni kutmoqda.

Yer Quyosh tizimining boshqa jismlari bilan birga sovuq gaz va chang bulutidan uning tarkibidagi zarrachalarning to'planishi natijasida hosil bo'lgan. Sayyora paydo bo'lgandan so'ng, uning rivojlanishining mutlaqo yangi bosqichi boshlandi, bu fanda odatda pre-geologik deb ataladi.
Davrning nomi o'tmishdagi jarayonlarning eng qadimgi dalillari - magmatik yoki vulqon jinslari - 4 milliard yildan oshmaganligi bilan bog'liq. Bugungi kunda ularni faqat olimlar o'rganishi mumkin.
Yerning rivojlanishining geologikgacha bo'lgan bosqichi hali ham ko'plab sirlarga to'la. U 0,9 milliard yillik davrni o'z ichiga oladi va gazlar va suv bug'lari ajralib chiqishi bilan sayyorada keng tarqalgan vulqonizm bilan tavsiflanadi. Aynan shu vaqtda Yerning asosiy qobiqlari - yadro, mantiya, qobiq va atmosferaga ajralish jarayoni boshlandi. Taxminlarga ko'ra, bu jarayon sayyoramizni kuchli meteorit bombardimon qilish va uning alohida qismlari erishi bilan qo'zg'atgan.
Yer tarixidagi asosiy voqealardan biri uning ichki yadrosining shakllanishi edi. Bu, ehtimol, sayyora rivojlanishining geologik oldingi bosqichida, barcha moddalar ikkita asosiy geosfera - yadro va mantiyaga bo'linganida sodir bo'lgan.
Afsuski, er yadrosining shakllanishi haqida jiddiy ilmiy ma'lumotlar va dalillar bilan tasdiqlanadigan ishonchli nazariya hali mavjud emas. Yerning yadrosi qanday shakllangan? Olimlar bu savolga javob berish uchun ikkita asosiy farazni taklif qilishadi.
Birinchi versiyaga ko'ra, Yer paydo bo'lgandan keyin darhol materiya bir hil edi.
U butunlay bugungi kunda meteoritlarda kuzatilishi mumkin bo'lgan mikrozarralardan iborat edi. Ammo ma'lum bir vaqtdan so'ng, bu birlamchi bir hil massa og'ir yadroga bo'lindi, unga barcha temir oqib tushdi va engilroq silikat mantiya. Boshqacha qilib aytganda, erigan temir tomchilari va ular bilan birga kelgan og'ir kimyoviy birikmalar sayyoramizning markaziga joylashdi va u erda bugungi kungacha erigan holda saqlanib qolgan yadro hosil qildi. Og'ir elementlar Yerning markaziga yugurganda, engil shlaklar, aksincha, yuqoriga - sayyoramizning tashqi qatlamlariga suzib bordi. Bugungi kunda bu yorug'lik elementlari yuqori mantiya va qobiqni tashkil qiladi.
Nega materiyaning bunday farqlanishi sodir bo'ldi? Taxminlarga ko'ra, uning paydo bo'lishi jarayoni tugagandan so'ng, Yer birinchi navbatda zarrachalarning tortishish to'planishi paytida ajralib chiqadigan energiya, shuningdek, alohida kimyoviy moddalarning radioaktiv parchalanish energiyasi tufayli jadal isinishni boshladi. elementlar.
Sayyoraning qo'shimcha isishi va temir-nikel qotishmasi hosil bo'lishi, uning sezilarli o'ziga xos tortishish kuchi tufayli asta-sekin Yerning markaziga cho'kib ketgan, taxmin qilingan meteorit bombardimoniga yordam berdi.
Biroq, bu gipoteza ba'zi qiyinchiliklarga duch keladi. Masalan, temir-nikel qotishmasi, hatto suyuq holatda ham, ming kilometrdan ko'proq pastga tushib, sayyora yadrosi hududiga qanday etib borishi to'liq aniq emas.
Ikkinchi farazga koʻra, Yer yadrosi sayyora yuzasi bilan toʻqnashgan temir meteoritlardan hosil boʻlgan va keyinchalik u tosh meteoritlarning silikat qobigʻi bilan toʻlib-toshgan va mantiyani hosil qilgan.

Bu gipotezada jiddiy kamchilik bor. Bunday holda, kosmosda temir va tosh meteoritlar alohida bo'lishi kerak. Zamonaviy tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, temir meteoritlari faqat katta bosim ostida parchalanib ketgan sayyora tubida, ya'ni bizning Quyosh tizimimiz va barcha sayyoralar paydo bo'lgandan keyin paydo bo'lishi mumkin edi.
Birinchi versiya mantiqiyroq ko'rinadi, chunki u Yer yadrosi va mantiya o'rtasidagi dinamik chegarani ta'minlaydi. Bu shuni anglatadiki, ular orasidagi materiyaning bo'linish jarayoni sayyorada juda uzoq vaqt davom etishi va shu bilan Yerning keyingi evolyutsiyasiga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin.
Shunday qilib, agar biz sayyora yadrosining shakllanishi haqidagi birinchi gipotezani asos qilib oladigan bo'lsak, materiyaning differensiallanish jarayoni taxminan 1,6 milliard yil davom etgan. Gravitatsion differentsiatsiya va radioaktiv parchalanish tufayli moddalarning ajralishi ta'minlandi.
Og'ir elementlar faqat shu chuqurlikka cho'kdiki, uning ostida modda shunchalik yopishqoq ediki, temir endi cho'kmaydi. Bu jarayon natijasida eritilgan temir va uning oksididan juda zich va og'ir halqasimon qatlam hosil bo'lgan. U sayyoramizning dastlabki yadrosining engilroq materiali ustida joylashgan edi. Keyinchalik, Yerning markazidan engil silikat moddasi siqib chiqarildi. Bundan tashqari, u ekvatorga ko'chirildi, bu sayyora assimetriyasining boshlanishini belgilagan bo'lishi mumkin.
Taxminlarga ko'ra, Yerning temir yadrosi shakllanishi paytida sayyora hajmining sezilarli darajada pasayishi sodir bo'lgan, buning natijasida uning yuzasi endi qisqargan. Er yuzasiga "suzuvchi" yorug'lik elementlari va ularning birikmalari yupqa birlamchi qobiqni hosil qilgan, u barcha er sayyoralari kabi vulqon bazaltlaridan iborat bo'lib, qalin cho'kindi qatlami bilan qoplangan.
Biroq, yer yadrosi va mantiyaning shakllanishi bilan bog'liq o'tmishdagi jarayonlarning jonli geologik dalillarini topish mumkin emas. Yuqorida aytib o'tilganidek, Yer sayyorasidagi eng qadimgi jinslarning yoshi taxminan 4 milliard yil. Katta ehtimol bilan, sayyora evolyutsiyasining boshida, yuqori harorat va bosim ta'sirida, birlamchi bazaltlar metamorflangan, erigan va bizga ma'lum bo'lgan granit-gneys jinslariga aylangan.
Ehtimol, Yer rivojlanishining dastlabki bosqichlarida shakllangan sayyoramizning yadrosi nimadan iborat? U tashqi va ichki qobiqlardan iborat. Ilmiy taxminlarga ko'ra, 2900-5100 km chuqurlikda o'zining fizik xususiyatlariga ko'ra suyuqlikka yaqin bo'lgan tashqi yadro mavjud.
Tashqi yadro elektr tokini yaxshi o'tkazadigan eritilgan temir va nikel oqimidir. Olimlar yer magnit maydonining kelib chiqishini aynan shu yadro bilan bog‘lashadi. Yerning markaziga qolgan 1270 km masofani 80% temir va 20% kremniy dioksididan tashkil topgan ichki yadro egallaydi.
Ichki yadro qattiq va issiq. Agar tashqi mantiya bilan bevosita bog'langan bo'lsa, unda Yerning ichki yadrosi o'z-o'zidan mavjud. Uning qattiqligi, yuqori haroratga qaramay, sayyora markazidagi 3 million atmosferaga etishi mumkin bo'lgan ulkan bosim bilan ta'minlanadi.
Natijada ko'plab kimyoviy elementlar metall holatga aylanadi. Shuning uchun hatto Yerning ichki yadrosi metall vodoroddan iborat degan fikr ham paydo bo'ldi.
Zich ichki yadro sayyoramiz hayotiga jiddiy ta'sir ko'rsatadi. Unda sayyoralarning tortishish maydoni to'plangan bo'lib, u engil gaz qobiqlarini, Yerning gidrosfera va geosfera qatlamlarini tarqalishdan saqlaydi.
Ehtimol, bunday maydon, uning kimyoviy tarkibi va tuzilishi qanday bo'lishidan qat'i nazar, sayyora paydo bo'lgan paytdan boshlab yadroga xos bo'lgan. Bu hosil bo'lgan zarrachalarning markazga qisqarishiga yordam berdi.
Shunga qaramay, yadroning kelib chiqishi va Yerning ichki tuzilishini o'rganish sayyoramiz geologik tarixini o'rganish bilan yaqindan shug'ullanadigan olimlar uchun eng dolzarb muammodir. Bu muammoning yakuniy yechimigacha hali ko'p yo'l bor. Turli qarama-qarshiliklarga yo'l qo'ymaslik uchun zamonaviy fan yadro hosil bo'lish jarayoni Yerning paydo bo'lishi bilan bir vaqtda sodir bo'la boshlagan degan gipotezani qabul qildi.

Nima uchun er yadrosi sovib ketmadi va 4,5 milliard yil davomida taxminan 6000 ° S haroratgacha qiziydi? Savol juda murakkab, bundan tashqari, fan 100% aniq va tushunarli javob bera olmaydi. Biroq, buning ob'ektiv sabablari bor.

Haddan tashqari maxfiylik

Er yadrosining haddan tashqari, ta'bir joiz bo'lsa, sirliligi ikki omil bilan bog'liq. Birinchidan, uning qanday, qachon va qanday sharoitda paydo bo'lganligini hech kim aniq bilmaydi - bu proto-erning shakllanishi paytida yoki shakllangan sayyora mavjudligining dastlabki bosqichlarida sodir bo'lgan - bularning barchasi katta sirdir. Ikkinchidan, er yadrosidan namunalar olish mutlaqo mumkin emas - uning nimadan iboratligini hech kim aniq bilmaydi. Bundan tashqari, yadro haqida bizga ma'lum bo'lgan barcha ma'lumotlar bilvosita usullar va modellar yordamida to'planadi.

Nima uchun Yerning yadrosi issiq bo'lib qoladi?

Yerning yadrosi nima uchun bunchalik uzoq vaqt sovib ketmasligini tushunishga harakat qilish uchun avvalo uning qizib ketishiga nima sabab bo'lganini tushunishingiz kerak. Sayyoramizning ichki qismi, boshqa sayyoralar singari, ular turli zichlikdagi nisbatan aniq chegaralangan qatlamlarni ifodalaydi; Ammo bu har doim ham shunday emas edi: og'ir elementlar asta-sekin cho'kib, ichki va tashqi yadroni tashkil etdi, engil elementlar esa tepaga ko'tarilib, mantiya va er qobig'ini hosil qildi. Bu jarayon juda sekin davom etadi va issiqlik chiqishi bilan birga keladi. Biroq, bu isitishning asosiy sababi emas edi. Yerning butun massasi o'z markaziga juda katta kuch bilan bosilib, taxminan 360 GPa (3,7 million atmosfera) fenomenal bosim hosil qiladi, buning natijasida temir-kremniy-nikel yadrosidagi uzoq muddatli radioaktiv elementlarning parchalanishi sodir bo'ladi. sodir bo'la boshladi, bu esa issiqlikning ulkan emissiyasi bilan birga keldi.

Isitishning qo'shimcha manbai - turli qatlamlar orasidagi ishqalanish natijasida hosil bo'lgan kinetik energiya (har bir qatlam bir-biridan mustaqil ravishda aylanadi): ichki yadro tashqi va tashqi mantiya bilan.

Sayyoraning ichki qismi (nisbatlar hurmat qilinmaydi). Uchta ichki qatlam orasidagi ishqalanish qo'shimcha isitish manbai bo'lib xizmat qiladi.

Yuqoridagilarga asoslanib, biz Yer va ayniqsa uning ichaklari o'zini o'zi isitadigan o'zini o'zi ta'minlaydigan mashinadir, degan xulosaga kelishimiz mumkin. Ammo bu tabiiy ravishda abadiy davom eta olmaydi: yadro ichidagi radioaktiv elementlarning zahiralari asta-sekin yo'q bo'lib ketadi va endi haroratni ushlab turish uchun hech narsa bo'lmaydi.

Sovuyapti!

Darhaqiqat, sovutish jarayoni juda uzoq vaqt oldin boshlangan, ammo u juda sekin davom etadi - asrda bir daraja. Taxminiy hisob-kitoblarga ko'ra, yadro to'liq sovib, undagi kimyoviy va boshqa reaksiyalar to'xtaguncha kamida 1 milliard yil o'tadi.

Qisqa javob: Yer, xususan, er yadrosi o'zini o'zi isitadigan mashinadir. Sayyoraning butun massasi uning markazini bosib, fenomenal bosim hosil qiladi va shu bilan radioaktiv elementlarning parchalanish jarayonini qo'zg'atadi, buning natijasida issiqlik chiqariladi.

MOSKVA, 12 fevral - RIA Novosti. Amerikalik geologlarning ta'kidlashicha, Yerning ichki yadrosi 4,2 milliard yil avval olimlar tasavvur qilgan shaklda paydo bo'lishi mumkin emas edi, chunki bu fizika nuqtai nazaridan mumkin emas, deyiladi EPS Letters jurnalida chop etilgan maqolada. .

"Agar yosh Yerning yadrosi butunlay toza, bir hil suyuqlikdan iborat bo'lsa, unda ichki yadro mavjud bo'lmasligi kerak, chunki bu modda uning shakllanishi mumkin bo'lgan haroratgacha sovishi mumkin emas heterojen tarkibga ega bo'ling va bu biz kashf etgan paradoksdir, degan savol tug'iladi, Klivlenddagi Case Western Reserve universitetidan (AQSh).

Uzoq o'tmishda Yerning yadrosi butunlay suyuq bo'lib, ba'zi geologlar ta'kidlaganidek, ikki yoki uchta qatlamdan iborat emas edi - ichki metall yadro va uning atrofidagi temir va engil elementlarning eritmasi.

Bunday holatda yadro tezda soviydi va energiyani yo'qotdi, bu esa u hosil qilgan magnit maydonning zaiflashishiga olib keldi. Bir muncha vaqt o'tgach, bu jarayon ma'lum bir tanqidiy nuqtaga yetdi va yadroning markaziy qismi qattiq metall yadroga aylanib, "muzlab qoldi", bu esa magnit maydonning kuchayishi va kuchayishi bilan birga keldi.

Ushbu o'tish vaqti geologlar uchun juda muhim, chunki u bugungi kunda Yer yadrosi qanday tezlikda sovib borayotganini va sayyoramizning magnit "qalqoni" qancha vaqt davom etishini, bizni kosmik nurlarning ta'siridan himoya qilishini taxmin qilish imkonini beradi. va quyosh shamolidan Yer atmosferasi.

Endi, Van Orman ta'kidlaganidek, ko'pchilik olimlar bu Yer hayotining dastlabki daqiqalarida analogini sayyoramiz atmosferasida yoki tez ovqatlanish restoranlaridagi gazlangan suv mashinalarida topish mumkin bo'lgan hodisa tufayli sodir bo'lgan deb hisoblashadi.

Fiziklar uzoq vaqtdan beri ba'zi suyuqliklar, jumladan, suv muzlash nuqtasidan sezilarli darajada past haroratlarda suyuqlik bo'lib qolishini aniqladilar, agar ichida aralashmalar, mikroskopik muz kristallari yoki kuchli tebranishlar bo'lmasa. Agar siz uni osongina silkitib qo'ysangiz yoki ichiga chang bo'lagini tashlasangiz, unda bunday suyuqlik deyarli bir zumda muzlaydi.

Geologlarning fikriga ko'ra, shunga o'xshash narsa taxminan 4,2 milliard yil oldin Yer yadrosida, uning bir qismi to'satdan kristallanganda sodir bo'lgan. Van Orman va uning hamkasblari ushbu jarayonni sayyora ichki qismining kompyuter modellari yordamida takrorlashga harakat qilishdi.

Bu hisob-kitoblar kutilmaganda Yerning ichki yadrosi bo'lmasligi kerakligini ko'rsatdi. Ma'lum bo'lishicha, uning tog' jinslarining kristallanish jarayoni suv va boshqa o'ta sovutilgan suyuqliklarning harakat qilish usulidan juda farq qiladi - buning uchun juda katta harorat farqi, ming kelvindan ortiq va "chang zarrasi" ning ta'sirchan o'lchami talab qilinadi. diametri taxminan 20-45 kilometr bo'lishi kerak.

Natijada, ikkita stsenariy yuzaga kelishi mumkin - yoki sayyora yadrosi butunlay muzlatilgan bo'lishi kerak yoki u hali ham to'liq suyuqlik bo'lib qolishi kerak edi. Ikkalasi ham noto'g'ri, chunki Yerning ichki qattiq va tashqi suyuq yadrosi bor.

Boshqacha aytganda, olimlar hali bu savolga javobga ega emaslar. Van Orman va uning hamkasblari er yuzidagi barcha geologlarni sayyora mantiyasida juda katta temir parchasi qanday paydo bo'lishi va uning yadrosiga "cho'kishi" haqida o'ylashga yoki uning ikkiga bo'linishini tushuntirib beradigan boshqa mexanizmni topishga taklif qiladi. qismlar.

MOSKVA, 13-iyun - RIA Novosti, Tatyana Pichugina. Shimoliy magnit qutb Kanadadan Severnaya Zemlya arxipelagiga qarab yiliga 55 kilometr tezlikda siljishda davom etmoqda. Olimlarning taxmin qilishicha, sayyora yadrosining bevosita kuzatishlar uchun imkoni bo‘lmagan suyuq qismidagi buzilishlar tufayli qutb o‘zgarishi tayyorlanmoqda. U erda nima sodir bo'layotganini tushunish qiyin, ammo ko'plab farazlar mavjud.

"Temir dunyo" missiyasi

Nurlarning sirtdan aks etishi, uning qanchalik tez isishi va sovishi bilan olimlar uning to'liq bo'lmasa ham, asosan metall ekanligini tushunishdi. U yerdan bizga temir meteoritlar uchib ketishi mumkin. Bu juda kamdan-kam hollarda sodir bo'ladi, ikki yuzdan ortiq bunday hodisalar ma'lum emas.

Psixika o'zining tashqi qobig'ini yo'qotgan yer sayyorasining yadrosidir, deb taxmin qilinadi. Yer va Venera bilan birgalikda bu sayyora Quyosh yaqinida paydo bo'lgan, ammo keyin nimadir sodir bo'ldi. Ehtimol, bu falokatdir yoki buning barchasi Yer sayyorasining qayta-qayta isishi - sayyoralar hosil bo'lgan materiya bo'laklari tufaylidir.

Olimlar, albatta, "temir dunyosi" ga kirishni xohlashadi, bu nafaqat bizning avlodlarimiz manfaatlarini ko'zlab, konlarni geologik o'rganish uchun. Avvalo, Yer yadrosining analogini yaqindan o'rganish.

Nima uchun asosiy temir?

Yerning yadrosi eng qiziqarli ob'ektdir. Uning tarkibi va harorati ustki qatlamlarda va atmosferada aks etadi. Yadro - bu hayotni yaratgan magnit maydonning manbai. Yerdagi sayyoralarning paydo bo'lish sirining kaliti ham bor.

Yerning ichki qismi seysmik to‘lqinlar va modellashtirish yordamida o‘rganiladi. Taxminan aytganda, sayyora yuqori qobiqdan - qobiq, mantiya va yadrodan iborat.

Bir nechta faktlar yadro temir ekanligini ko'rsatadi. Yerning o'ziga xos magnit maydoni bor, xuddi aylanish o'qi bo'ylab dipol kiritilgan. Mantiya bunday maydon hosil qila olmaydi, u elektr tokini juda zaif o'tkazadi. Geodinamo modeliga ko'ra, faqat o'tkazuvchi suyuqlik bunga qodir. Bu yadroning bir qismi suyuqlik ekanligini anglatadi. Temir quyosh tizimidagi eng keng tarqalgan elementlardan biridir. Bu uning meteoritlarda ko'pligi bilan tasdiqlanadi.

Elastik S-to'lqinlar yadroning tashqi qismidan o'tmaydi, bu uning suyuqligini bildiradi. Yadroning radiusi taxminan 1221 kilometr bo'lgan ichki qismi S-to'lqinlarini zaif ravishda tarqatadi - shunga ko'ra u qattiq yoki qattiqlikni taqlid qiluvchi holatda. Yadrodagi ikki qatlam orasidagi chegara, yadro va pastki mantiya orasidagi chegara ham juda aniq.

Yadro temirdan iborat bo'lib, nikelning kichik aralashmalari (bu temir meteoritlari tarkibi bilan ko'rsatilgan), kremniy, sulfidlar va kisloroddir.

Seysmik to'lqinlar o'tishining ba'zi xususiyatlari shuni ko'rsatadiki, qattiq ichki yadro mantiya va qobiqdan bir oz tezroq, yiliga taxminan 0,15 darajaga aylanadi.

Yerning yadrosi qachon va qanday shakllangan? Undagi kimyoviy elementlarning nisbati qanday? Nega u bir xil emas? U yerda harorat qanday? Energiya manbai qayerda? Va eng muhimi, nima uchun yadro birinchi navbatda sayyora ichida paydo bo'lgan? Ushbu va boshqa ko'plab savollarning har biri uchun ko'plab farazlar mavjud.

Qaysi egizak omadli?

Venera Yerning egizaki hisoblanadi - u massasi va hajmi jihatidan biroz kichikroq. Ammo uning yuzasida hozirgi sharoit butunlay boshqacha. Yerning o'ziga xos magnit maydoni, atmosferasi va biosferasi mavjud.

Ushbu ro'yxatdagi Venera faqat sulfat kislota bulutlari bilan zaharli atmosferaga ega. Geologik o'tmishda magnit maydonning izlari yo'q, garchi ular yo'q bo'lib ketishi mumkin edi. Ehtimol, bularning barchasi egizaklarning kelib chiqishi bilan bog'liq.

Venera va Yer Quyoshni o'rab turgan gaz va chang tumanligining bir qismida hosil bo'lgan. Sayyoralarning embrionlari kattalashib, o'zlariga ko'proq va ko'proq materiallarni jalb qilishdi. Massa kritik bo'lganda, isitish va erish boshlandi. Modda fraksiyalarga bo'lingan: og'ir elementlar ichkariga joylashdi, engil elementlar tepaga ko'tarildi.

Germaniya, Yaponiya va Frantsiya olimlarining fikricha, Yer kabi jismlarning qatlamlanishi bir tekis va barqaror davom etadi, har bir qatlam bir hil. Yadro ikki qatlamli va bir jinsli bo'lmasligi uchun jarayonning oxiriga kelib, sayyora boshqa bir massiv jismdan juda kuchli ta'sir ko'rsatgan bo'lishi kerak. "Begona" moddaning bir qismi Yerning ichaklarida qoldi, bir qismi orbitaga urilgan va u erda Oy paydo bo'lgan. Zarba sayyoraning ichki qismlarini aralashtirib, yadroning qisman erishiga olib keldi.

Ammo Veneraning evolyutsiyasi kosmik miqyosda favqulodda vaziyatsiz muammosiz o'tdi. Delaminatsiya magnit maydon hosil qila olmaydigan qattiq temir yadro hosil bo'lishi bilan muvaffaqiyatli yakunlandi.

Yana bir faraz bor: temir eritmasining o'z-o'zidan kristallanishi. Biroq, buning uchun uni ming Kelvingacha sovutish kerak, bu mumkin emas.

Bu shuni anglatadiki, kristallanish yadrolari tashqaridan kirib kelgan, degan xulosaga keldi AQSh olimlari. Masalan, pastki mantiyadan. Bu o'nlab va yuzlab metrlarni o'lchaydigan katta temir bo'laklari. Ular qaerdan keladi - bu katta savol.

Javoblardan biri Yer yuzasida qadimgi temirli kvartsitlar shaklida yotadi. Ehtimol, uch milliard yildan ko'proq vaqt oldin, bu jinslar okeanlarning tubini hosil qilgan. Plitalarning harakati tufayli u mantiyaga, u yerdan esa yadroga cho'kdi.

© RIA Novosti tomonidan suratga olingan. Alina Polyanina, NASATo'rt milliard yildan ko'proq vaqt oldin, Yer ulkan kosmik jism bilan to'qnashgan. Ta'sir natijasida uning hosil qiluvchi yadrosi aralashdi, unda suyuq tashqi qism ajralib chiqdi va bu magnit maydonning paydo bo'lishiga olib keldi. Zarba Oy paydo bo'lgan Yer moddasining bir qismini yo'q qildi