Люди заповнили Землю. Ми завойовували землі, літали по повітрю, пірнали в глибини океану. Ми навіть побували на Місяці. Але ми ніколи не були в ядрі планети. Ми навіть і близько до нього не наблизилися. Центральна точка Землі знаходиться в 6000 кілометрах внизу, і навіть найвіддаленіша частина ядра перебуває в 3000 кілометрах під нашими ногами. Найглибша діра, яку ми зробили на поверхні - це, та й то вона йде вглиб землі на жалюгідні 12,3 кілометра.

Всі відомі події на Землі відбуваються близько до поверхні. Лава, яка викидається з вулканів, спочатку плавиться на глибині декількох сотень кілометрів. Навіть діаманти, яким необхідно надзвичайний тепло і тиск для освіти, народжуються в породах на глибині не більше 500 кілометрів.

Все, що нижче, оповите таємницею. Здається недосяжним. І все ж ми знаємо досить багато цікавого про наш ядрі. У нас навіть є деяке уявлення про те, як воно сформувалося мільярди років тому - і все без єдиного фізичного зразка. Як же нам вдалося дізнатися так багато про ядрі Землі?

Для початку потрібно добре подумати про масу Землі, говорить Саймон Редферн з Кембриджського університету у Великобританії. Ми можемо оцінити масу Землі, спостерігаючи за ефектом гравітації планети, який вона надає на об'єкти на поверхні. З'ясувалося, що маса Землі становить 5,9 секстильйонів тонн: це 59 з двадцятьма нулями.

Але на поверхні немає ознак такої маси.

«Щільність матеріалу на поверхні Землі набагато нижче, ніж середня щільність всієї Землі, що говорить нам про те, що є щось більш щільне, - каже Редферн. - Це перше".

По суті, велика частина земної маси повинна бути розташована у напрямку до центру планети. Наступним кроком буде з'ясувати, з яких важких матеріалів складається ядро. І воно складається майже повністю із заліза. 80% ядра - це залізо, однак точну цифру ще доведеться з'ясувати.

Головним доказом цього є величезна кількість заліза у Всесвіті навколо нас. Це один з десяти найпоширеніших елементів в нашій галактиці, який також часто зустрічається в метеоритах. При цьому на поверхні Землі набагато менше заліза, ніж можна було б очікувати. Відповідно до теорії, коли Землі утворилася 4,5 мільярда років тому, багато заліза утекло вниз до ядра.

Там зосереджена велика частина маси, а значить, і залізо має там бути. Залізо також щодо щільний елемент при нормальних умовах, а під сильним тиском в ядрі Землі воно буде ще щільніше. Залізне ядро ​​могло б пояснити всю відсутню масу.

Але стривайте. Як залізо взагалі там виявилося? Залізо мало якимось чином притянуться - в буквальному сенсі - до центру Землі. Але зараз цього не відбувається.

Велика частина решти Землі складається з гірських порід - силікатів - і розплавлене залізо насилу через них проходить. Подібно до того, як вода на жирній поверхні утворює краплі, залізо збирається в невеликих резервуарах, відмовляючись розтікатися і розливатися.

Можливе рішення було виявлено в 2013 році Венді Мао зі Стенфордського університету і її колегами. Вони задалися питанням, що відбувається, коли залізо і силікат піддаються сильному тиску глибоко в землі.

Щільно стискаючи обидві речовини за допомогою алмазів, вченим вдалося проштовхнути розплавлене залізо через силікат. «Це тиск істотно змінює властивості взаємодії заліза з силікатами, - говорить Мао. - При високому тиску утворюється «мережу плавлення».

Це може говорити про те, що залізо поступово проскакувало через породи Землі протягом мільйонів років, поки не досягло ядра.

У цей момент ви можете запитати: звідки ми, власне, знаємо розмір ядра? Чому вчені вважають, що воно починається в 3000 кілометрах? Відповідь одна: сейсмологія.

Коли відбувається землетрус, воно посилає ударні хвилі по всій планеті. Сейсмологи записують ці коливання. Нібито ми б'ємо по одній стороні планети гігантським молотом і прислухаємося до шуму на іншій стороні.

«У 1960-х роках стався землетрус в Чилі, яке дало нам величезну кількість даних, - говорить Редферн. - Все сейсмічні станції по всій Землі записували поштовхи цього землетрусу ».

Залежно від маршруту цих коливань, вони проходять через різні ділянки Землі, і це впливає на те, який «звук» вони видають на іншому кінці.

На початку історії сейсмології стало очевидно, що деякі коливання пропали без вісті. Ці «S-хвилі» очікували побачити на іншому кінці Землі після походження на одному, але не побачили. Причина цього проста. S-хвилі реверберіруют через твердий матеріал і не можуть проходити через рідину.

Повинно бути, вони зіткнулися з чимось розплавленим в центрі Землі. Склавши карту шляхів S-хвиль, вчені прийшли до висновку, що на глибині приблизно 3000 кілометрів породи стають рідкими. Це також говорить про те, що все ядро ​​розплавлене. Але у сейсмологів був і інший сюрприз в цій історії.

У 1930-х роках датський сейсмолог Інге Леманн виявила, що інший тип хвиль, P-хвилі, несподівано пройшли через ядро ​​і були виявлені на іншому кінці планети. Відразу було припущення, що ядро ​​розділене на два шару. «Внутрішнє» ядро, яке починається в 5000 кілометрах внизу, були твердим. Розплавлене тільки «зовнішнє» ядро.

Ідея Леман була підтверджена в 1970 році, коли більш чутливі сейсмографи показали, що P-хвилі дійсно проходять через ядро ​​і, в деяких випадках, відбиваються від нього під деякими кутами. Не дивно, що в кінці кінців вони виявляються на іншому боці планети.

Ударні хвилі через Землю відправляють не тільки землетрусу. Насправді, сейсмологи багато чим завдячуємо розвитку ядерної зброї.

Ядерний вибух теж створює хвилі на землі, тому держави звертаються за допомогою до сейсмологам під час випробування ядерної зброї. Під час холодної війни це було надзвичайно важливо, тому сейсмологи начебто Леман отримали велику підтримку.

Конкуруючі країни дізнавалися про ядерний потенціал один одного і паралельно з цим ми дізнавалися все більше і більше про ядрі Землі. Сейсмологія досі використовується для виявлення ядерних вибухів сьогодні.

Тепер ми можемо намалювати приблизну картину будови Землі. Є розплавлене зовнішнє ядро, яке починається приблизно на півдорозі до центру планети, а всередині нього розташоване тверде внутрішнє ядро ​​з діаметром приблизно 1 220 кілометрів.

Питань від цього не стає менше, особливо на тему внутрішнього ядра. Наприклад, наскільки воно гаряче? З'ясувати це виявилося не так-то просто, і вчені довгий час ламали голову, говорить Лідунка Вокадло з Університетського коледжу Лондона у Великобританії. Ми не можемо засунути туди термометр, тому єдиний можливий варіант - це створити потрібний тиск в лабораторних умовах.

При звичайних умовах залізо плавиться при температурі одна тисячі п'ятсот тридцять вісім градусів

У 2013 році група французьких вчених справили кращу оцінку на сьогоднішній день. Вони піддали чисте залізо тиску в половину того, що мається на ядрі, і відштовхувалися вже від цього. плавлення чистого заліза в ядрі становить приблизно 6230 градусів. Присутність інших матеріалів може трохи знизити точку плавлення, до 6000 градусів. Але це все одно гаряче, ніж на поверхні Сонця.

Будучи свого роду підсмаженої картоплею в мундирі, ядро ​​Землі залишається гарячим, завдяки теплу, що залишився від утворення планети. Воно також витягує тепло з тертя, що виникає в міру руху щільних матеріалів, а також розпаду радіоактивних елементів. Остигає воно приблизно на 100 градусів за Цельсієм кожен мільярд років.

Знати цю температуру корисно, оскільки вона впливає на швидкість проходження коливань через ядро. І це зручно, тому що в цих вібраціях є щось дивне. P-хвилі проходять несподівано повільно через внутрішнє ядро ​​- повільніше, ніж якби воно складалося з чистого заліза.

«Швидкості хвиль, які сейсмологи виміряли в землетрусах, значно нижче, ніж показує експеримент або комп'ютерний розрахунок, - каже Вокадло. - Ніхто поки не знає, чому так ».

Очевидно, до заліза домішується інший матеріал. Можливо, нікель. Але вчені порахували, як сейсмічні хвилі повинні проходити через залізо-нікелевий сплав, і не змогли підігнати розрахунки під спостереження.

Вокадло і її колеги в даний час розглядають можливість присутності в ядрі інших елементів, наприклад, сірки і кремнію. Поки ніхто не зміг придумати теорію складу внутрішнього ядра, яка задовольнила б усіх. Проблема Попелюшки: туфелька нікому не підходить. Вокадло намагається експериментувати з матеріалами внутрішнього ядра на комп'ютері. Вона сподівається знайти комбінацію матеріалів, температур і тиску, які будуть сповільнювати сейсмічні хвилі на правильну величину.

Вона каже, що секрет може ховатися в тому факті, що внутрішнє ядро ​​знаходиться майже в точці плавлення. В результаті цього точні властивості матеріалу можуть відрізнятися від тих, що належали б абсолютно твердому речовині. Також це могло б пояснити, чому сейсмічні хвилі проходять повільніше, ніж очікувалося.

«Якщо цей ефект реальний, ми могли б примирити результати мінеральної фізики з результатами сейсмології, - каже Вокадло. - Люди поки не можуть цього зробити ».

Існує ще багато загадок, пов'язаних з ядром Землі, які ще належить вирішити. Але не маючи можливості зануритися на ці неймовірні глибини, вчені роблять подвиг, з'ясовуючи, що знаходиться в тисячах кілометрів під нами. Приховані процеси надр Землі надзвичайно важливо вивчати. У Землі є потужне магнітне поле, яке генерується завдяки частково розплавленого ядра. Постійний рух розплавленого ядра породжує електричний струм всередині планети, і він, в свою чергу, генерує магнітне поле, яке йде далеко в космос.

Це магнітне поле захищає нас від шкідливого сонячного випромінювання. Не будь ядро ​​Землі таким, яким воно є, не було б магнітного поля, а ми б серйозно від цього страждали. Навряд чи хто-небудь з нас зможе побачити ядро ​​своїми очима, але добре просто знати, що воно там є.

Впустивши ключі в потік розплавленої лави, попрощайся з ними, тому що, ну, чувак, вони - все.
- Джек Хенді

Поглянувши на нашу рідну планету, можна помітити, що 70% її поверхні вкрито водою.

Ми всі знаємо, чому це так: тому що океани Землі спливають над камінням і брудом, з яких складається суша. Концепція плавучості, при якій менш щільні об'єкти спливають над більш щільними, що занурюються нижче, пояснює набагато більше, ніж просто океани.

Той же принцип, що пояснює, чому лід плаває у воді, куля з гелієм піднімається в атмосфері, а камені тонуть в озері, пояснює, чому шари планети Земля влаштовані саме так.

Найменш щільна частина Землі, атмосфера, плаває над водними океанами, які плавають над земною корою, Яка знаходиться над більш щільною мантією, яка не тоне в саму щільну частину Землі: в кору.

В ідеалі найстабільнішим станом Землі було б таке, яке ідеально розподілялося б на шари, на манер цибулини, і самі щільні елементи були в центрі, а в міру просування назовні кожний наступний шар складався б з менш щільних елементів. І кожне землетрус, на самій-то справі, рухає планету у напрямку до цього стану.

І це пояснює будову не тільки Землі, але і всіх планет, якщо згадати, звідки ці елементи взялися.

Коли Всесвіт була молодою - віком за все в кілька хвилин - в ній існували тільки водень і гелій. Все більш важкі елементи створювалися в зірках, і тільки коли ці зірки загинули, важкі елементи вийшли у Всесвіт, дозволяючи формуватися новим поколінням зірок.

Але на цей раз суміш всіх цих елементів - не тільки водню з гелієм, а й вуглецю, азоту, кисню, кремнію, магнію, сірки, заліза та інших - формує не тільки зірку, а й протопланетний диск навколо цієї зірки.

Тиск зсередини назовні в формується зірці виштовхує більш легкі елементи, а гравітація призводить до того, що нерівномірності в диску коллапсируют і формують планети.

В разі сонячної системичотири внутрішніх світу є найбільш щільними з усіх планет системи. Меркурій складається з самих щільних елементів, які не змогли втримати велику кількість водню і гелію.

Інші планети, більш масивні і більш віддалені від Сонця (а отже, отримують менше його випромінювання), змогли утримати більше цих ультралегких елементів - так сформувалися газові гіганти.

У всіх світів, як і на Землі, в середньому найщільніші елементи зосереджені в ядрі, а легкі формують все менш щільні шари навколо нього.

Не дивно, що залізо, найстабільніший елемент, і найважчий елемент, створюваний у великих кількостях на кордоні наднових, і є найпоширеніший елемент земного ядра. Але можливо, дивним є те, що між твердим ядром і твердої мантією знаходиться рідкий шар товщиною понад 2000 км: зовнішнє ядро ​​Землі.

У Землі є товстий рідкий шар, що містить 30% маси планети! А дізналися ми про його існування досить дотепним способом - завдяки сейсмічних хвилях, що походить від землетрусів!

У землетрусах народжуються сейсмічні хвилі двох типів: основна компресійна, відома, як Р-хвиля, що проходить поздовжнім шляхом

і друга зсувна хвиля, відома, як S-хвиля, схожа на хвилі на поверхні моря.

Сейсмічні станції по всьому світу здатні вловлювати Р- і S-хвилі, але S-хвилі не проходять через рідину, а Р-хвилі не тільки проходять через рідину, але і переломлюються!

В результаті можна зрозуміти, що у Землі є рідке зовнішнє ядро, поза яким знаходиться тверда мантія, а всередині - тверде внутрішнє ядро! Ось тому в ядрі Землі містяться найважчі і щільні елементи, і так ми знаємо, що зовнішнє ядро ​​- це рідкий шар.

Але чому зовнішнє ядро ​​рідке? Як і всі елементи, стан заліза, тверде, рідке, газоподібне, або інше, залежить від тиску і температури заліза.

Залізо - елемент більш складний, ніж багато звичних вам. Звичайно, у нього можуть бути різні кристалічні тверді фази, як зазначено на графіку, але нас не цікавлять звичайні тиску. Ми спускаємося до ядра землі, де тиску в мільйон разів перевищують тиск на рівні моря. А як виглядає фазову діаграму для таких високих тисків?

Принадність науки в тому, що навіть якщо у вас відразу немає відповіді на питання, чи є ймовірність, що хтось вже робив потрібну дослідження, в якому можна знайти відповідь! В цьому випадку, Аренс, Коллінз і Чен в 2001 році знайшли відповідь на наше питання.

І хоча на діаграмі показані гігантські тиску до 120 ГПа, важливо пам'ятати, що тиск атмосфери становить всього лише 0.0001 ГПа, в той час як у внутрішньому ядрі тиску досягають 330-360 ГПа. Верхня суцільна лінія показує межу між плавиться залізом (вгорі) і твердим (внизу). Ви звернули увагу, як суцільна лінія в самому кінці робить крутий поворот вгору?

Для того, щоб залізо плавилося при тиску 330 ГПа, потрібно величезна температура, яку можна порівняти з тією, що переважає на поверхні Сонця. Ці ж температури при менших тисках легко будуть підтримувати залізо в рідкому стані, а при більш високих - в твердому. Що це означає з точки зору ядра Землі?

Це означає, що з охолодженням Землі падає її внутрішня температура, а тиск залишається незмінним. Тобто, при формуванні Землі, швидше за все, рідкої було все ядро, і в міру охолодження внутрішнє ядро ​​росте! І в процесі цього, оскільки у твердого заліза щільність вище, ніж у рідкого, Земля потихеньку стискається, що призводить до землетрусів!

Так що, ядро ​​Землі рідке, оскільки воно досить гаряче, щоб розплавити залізо, але тільки в регіонах з досить низьким тиском. У міру старіння і охолодження Землі все більша частина ядра стає твердою, і тому Земля трохи стискається!

Якщо ми захочемо заглянути далеко в майбутнє, ми можемо очікувати появи таких же властивостей, які спостерігаються у Меркурія.

Меркурій завдяки малому розміру вже значно охолов і стиснувся, і володіє розломами довжиною в сотні кілометрів, що з'явилися через необхідність стиснення завдяки охолодженню.

Так чому у Землі рідке ядро? Тому, що вона ще не охолола. І кожне землетрус - це невелике наближення Землі до кінцевого, остившему і наскрізь твердого стану. Але не хвилюйтеся, задовго до цього моменту вибухне Сонце, і всі, кого ви знаєте, будуть вже дуже давно мертві.

Земля разом з іншими тілами Сонячної системи сформувалася з холодного газопилової хмари шляхом акреції склали її частинок. Після виникнення планети розпочався зовсім новий етап її розвитку, який в науці прийнято називати догеологической.
Назва періоду пов'язано з тим, що самі ранні свідчення колишніх процесів - магматичні або вулканічні породи - не древнє 4 млрд років. Тільки їх сьогодні можуть вивчити вчені.
Догеологической етап розвитку Землі таїть в собі ще чимало загадок. Він охоплює період в 0,9 млрд років і характеризується широким проявом на планеті вулканізму з виділенням газів і парів води. Саме в цей час почався процес розшарування Землі на основні оболонки - ядро, мантію, кору і атмосферу. Передбачається, що даний процесбув спровокований інтенсивного метеоритного бомбардування нашої планети і плавленням окремих її частин.
Одним з ключових подій в історії Землі було формування її внутрішнього ядра. Ймовірно, це сталося в догеологической етап розвитку планети, коли вся речовина розділилося на дві основні геосфери - ядро ​​і мантію.
На жаль, достовірної теорії про освіту земного ядра, яка підтверджувалася б серйозними науковими відомостями і доказами, поки не існує. Як все-таки утворилося ядро ​​Землі? На це питання вчені пропонують дві основні гіпотези.
Згідно з першою версією, речовина безпосередньо після виникнення Землі було однорідним.
Воно цілком складалося з мікрочастинок, які можна сьогодні спостерігати в метеоритах. Але після певного проміжку часу ця первинно-однорідна маса розділилася на важке ядро, куди скло все залізо, і легшу силікатну мантію. Іншими словами, краплі розплавленого заліза і виникли йому важкі хімічні сполуки осідали до центру нашої планети і утворювали там ядро, яке і в наші дні залишається в значній мірі розплавленим. У міру того як важкі елементи прагнули до центру Землі, легкі шлаки навпаки спливали наверх - до зовнішніх шарів планети. Сьогодні ці легкі елементи складають верхню мантію і земну кору.
Чому сталася така диференціація речовини? Вважається, що відразу після завершення процесу свого формування Земля стала інтенсивно розігріватися, перш за все за рахунок енергії, що виділялася в процесі гравітаційної акумуляції частинок, а також завдяки енергії радіоактивного розпаду окремих хімічних елементів.
Додаткового розігріву планети та утворення залізонікелевого сплаву, який в силу свого значного питомої ваги поступово опускався до центру Землі, сприяла передбачувана метеоритне бомбардування.
Правда, ця гіпотеза стикається з деякими труднощами. Наприклад, не зовсім зрозуміло, яким же чином железонікелевий сплав навіть в рідкому стані зміг опуститися на більш ніж тисячу кілометрів і досягти району ядра планети.
Відповідно до другої гіпотезою ядро ​​Землі сформувалося із залізних метеоритів, які стикалися з поверхнею планети, і пізніше воно обросло силікатної оболонкою з кам'яних метеоритів і сформувало мантію.

У цій гіпотезі є серйозний недолік. При такому розкладі в космічному просторі залізні і кам'яні метеорити повинні існувати окремо. Сучасні ж дослідження показують, що залізні метеорити могли виникнути лише в надрах планети, що розпалася під значним тиском, тобто вже після утворення нашої Сонячної системи і всіх планет.
Перша версія виглядає логічніше, оскільки передбачає динамічну кордон між ядром Землі і мантією. Це означає, що процес поділу речовини між ними міг тривати на планеті ще дуже довгий час, надаючи тим самим великий вплив на подальшу еволюцію Землі.
Таким чином, якщо брати за основу першу гіпотезу формування ядра планети, то процес диференціації речовини розтягнувся приблизно на 1,6 млрд років. За рахунок гравітаційної диференціації і радіоактивного розпаду забезпечувалося поділ речовини.
Важкі елементи опускалися тільки до глибини, нижче якої речовина була така в'язке, що залізо занурюватися вже не могло. В результаті цього процесу утворився дуже щільний і важкий кільцевої шар розплавленого заліза і його окису. Він розташовувався над більш легким речовиною первозданної серцевини нашої планети. Далі відбулося видавлювання легкого силікатної речовини з центру Землі. Причому воно було витіснене на екваторі, що, можливо, поклало початок асиметрії планети.
Передбачається, що при формуванні залізного ядра Землі сталася значна спад обсягу планети, внаслідок чого її поверхню до теперішнього часу зменшилася. «Спливли» до поверхні легені елементи і їх з'єднання сформували тонку первинну кору, яка складалася, як і у всіх планет земної групи, з вулканічних базальтів, перекритих зверху товщею відкладень.
Однак знайти живі геологічні свідчення колишніх процесів, пов'язаних з формуванням земного ядра і мантії, не вдається. Як уже зазначалося, найдавніші кам'яні породи на планеті Земля мають вік близько 4 млрд років. Швидше за все, на початку еволюції планети під дією високих температурі тисків первинні базальти метаморфізує, переплавилися і перетворилися в відомі нам гранітно-гнейсовой породи.
Що ж являє собою ядро ​​нашої планети, який сформувався, ймовірно, на самих ранніх етапах розвитку Землі? Воно складається з зовнішньої і внутрішньої оболонок. Згідно з науковими припущеннями, на глибині 2900-5100 км знаходиться зовнішнє ядро, яке за своїми фізичними властивостяминаближається до рідини.
Зовнішнє ядро ​​являє собою потоки розплавленого заліза і нікелю, добре проводять електрику. Саме з цим ядром вчені пов'язують походження земного магнітного поля. Що залишився до центру Землі проміжок в 1270 км займає внутрішнє ядро, на 80% складається з заліза і на 20% - з діоксиду кремнію.
Внутрішнє ядро ​​відрізняється твердістю і високою температурою. Якщо зовнішнє безпосередньо пов'язано з мантією, то внутрішнє ядро ​​Землі існує саме по собі. Твердість його, незважаючи на високі температури, забезпечується гігантським тиском в центрі планети, яке може досягати 3 млн атмосфер.
Багато хімічні елементи в результаті переходять в металевий стан. Тому навіть висловлювалося припущення, що внутрішнє ядро ​​Землі складається з металевого водню.
Щільне внутрішнє ядро ​​чинить серйозний вплив на життя нашої планети. У ньому зосереджено планетарне гравітаційне поле, яке утримує від розльоту легкі газові оболонки, гідросферу і геосферно шари Землі.
Ймовірно, таке поле було характерно для ядра з моменту формування планети, яким би воно не було тоді за своїм хімічним складом і будовою. Воно сприяло стягання формувалися частинок до центру.
Все ж походження ядра і вивчення внутрішньої будови Землі - найактуальніша проблема для вчених, впритул займаються дослідженням геологічної історії нашої планети. До остаточного вирішення цього питання ще дуже далеко. Щоб уникнути різних суперечностей, в сучасній науціприйнята гіпотеза про те, що процес утворення ядра почав відбуватися одночасно з формуванням Землі.

20321 0

Використовуючи тонке поєднання прискорювачів частинок, рентгенівських променів, високоінтенсивних лазерів, алмазів і атомів заліза, вчені зуміли обчислити температуру внутрішнього ядра нашої планети.

Згідно з новими підрахунками, вона становить 6000 градусів за Цельсієм, що на тисячу градусів вище, ніж вважалося раніше.

Таким чином, ядро ​​планети Земля має більш високу температуру, ніж поверхня Сонця.

Нові дані можуть спричинити за собою переосмислення вважалися непорушними фактів в таких областях знання, як геофізика, сейсмологія, геодинаміка та інших орієнтованих на вивчення планети дисциплінах.

Якщо дивитися з поверхні вглиб, Земля складається з кори, твердої верхньої мантії, далі по більшій частині твердої мантії, зовнішнього ядра з розплавленого заліза і нікелю і внутрішнього ядра з твердого заліза і нікелю. Зовнішнє ядро ​​знаходиться в рідкому стані через високі температур, але більш високий тиск у внутрішньому ядрі перешкоджає розплавлення породи.

Відстань від поверхні до центру Землі становить 6371 км. Товщина кори дорівнює 35 км, мантії 2855 км; на тлі таких відстаней Кольська надглибока свердловина глибиною 12 км виглядає сущою дрібницею. По суті, про те, що відбувається під корою, достовірно нам нічого не відомо. Всі наші дані засновані на сейсмічних хвилях землетрусів, що відбиваються від різних шарів Землі, і жалюгідних крихт, що потрапляють на поверхню з глибини, як вулканічна магма.

Природно, вчені з превеликим задоволенням пробурили б свердловину до самого ядра, але з нинішнім рівнем розвитку технологій здійснення цього завдання не представляється можливим. Вже на дванадцять кілометрів буріння Кольської свердловини довелося припинити, так як температура на такій глибині становить 180 градусів.

На п'ятнадцяти кілометрах температура прогнозується на рівні в 300 градусів, і при ній сучасні бурові установки працювати не зможуть. І вже тим більше зараз і близько немає технологій, які дали б можливість вести буріння в мантії, в діапазоні температур 500-4000 градусів. Не варто забувати і про практичною стороні справи: за межами кори немає нафти, так що інвестувати в спробу створення подібних технологій бажаючих може і не знайтися.

Щоб обчислити температуру у внутрішньому ядрі, французькі дослідники зробили все можливе для відтворення надвисоких температур і тиску ядра в лабораторних умовах. Імітація тиску є найскладнішим завданням: на такій глибині воно досягає значення 330 гігапаскалів, що в три мільйони разів перевищує атмосферний тиск.

Щоб розв'язати цю проблему, використовувалася діамантові ковадла. Вона являє собою два алмаза конічної форми, які впливають на матеріал з двох сторін на площі діаметром менше міліметра; таким чином, на зразок заліза чинився тиск в 200 гігапаскалів. Потім залізо нагрівалася за допомогою лазера, піддавалося дифракційному аналізу рентгенівськими променями для спостереження переходу від твердого до рідкого стану при таких кондиціях. Нарешті, вчені внесли поправки в отримані результати для тиску в 330 гігапаскалів, отримавши температуру покриття внутрішнього ядра 5957 плюс-мінус 500 градусів. Всередині самого ядра вона, по всій видимості, ще вище.

Чому ж переосмислення температури ядра планети має велике значення?

Магнітне поле Землі генерується саме ядром і впливає на безліч подій, що відбуваються на поверхні планети - наприклад, утримує атмосферу на місці. Знання, що температура ядра на тисячу градусів вище, ніж вважалося раніше, поки не дає ніяких практичних областей застосування, але може стати в нагоді в майбутньому. Нове значення температури буде використовуватися в нових сейсмологічних і геофізичних моделях, які в майбутньому цілком можуть привести до серйозних наукових відкриттів. За великим же рахунком, більш повна і точна картина навколишнього світу цінна для вчених сама по собі.

Земне ядро ​​включає в себе два шари з прикордонною зоною між ними: зовнішня рідка оболонка ядра досягає товщини в 2266 кілометрів, під нею розміщено масивне щільне ядро, діаметр якого за підрахунками сягає 1300 км. Перехідна зона має неоднорідну товщину і поступово твердне, переходячи у внутрішнє ядро. На поверхні верхнього шару температура знаходиться в районі 5960 градусів за Цельсієм, хоча ці дані вважаються приблизними.

Зразковий склад зовнішнього ядра і методи його визначення

Про склад навіть зовнішнього шару земної ядра досі відомо дуже мало, так як не представляється можливим добути зразки для вивчення. Основні елементи, з яких може складатися зовнішнє ядро ​​нашої планети, - залізо і нікель. До такої гіпотези вчені прийшли в результаті аналізу складу метеоритів, оскільки блукачі з космосу є уламки ядер астероїдів і інших планет.

Проте метеорити можна вважати абсолютно точно збігаються за хімічним складом, так як вихідні космічні тіла були набагато менша за Землю за розміром. Після довгих досліджень вчені прийшли до висновку, що рідка частина ядерного речовини сильно розбавлена ​​іншими елементами, в тому числі сірої. Це пояснює її більш низьку щільність, ніж у залізонікелевих сплавів.

Що відбувається на зовнішній частині ядра планети?

Зовнішня поверхня ядра на кордоні з мантією неоднорідна. Вчені припускають, що вона має різну товщину, утворюючи своєрідний внутрішній рельєф. Це пояснюється постійним змішуванням різнорідних глибинних речовин. Вони різні за хімічним складом, а також мають різну щільність, тому товщина кордону між ядром і мантією може варіюватися від 150 до 350 км.

Фантасти колишніх років в своїх творах описували подорож до центру Землі через глибокі печери і підземні переходи. Чи можливо це насправді? На жаль, тиск на поверхні ядра перевищує 113 мільйонів атмосфер. Це означає, що будь-яка печера наглухо «зачинилися» б ще на етапі наближення до мантії. Це пояснює, чому на нашій планеті немає печер глибше хоча б 1 км.

Як вивчають зовнішній шар ядра?

Про те, як виглядає і з чого складається ядро, вчені можуть судити, відстежуючи сейсмоактивність. Так, наприклад, було з'ясовано, що зовнішній і внутрішній шар обертаються в різних напрямках під дією магнітного поля. Ядро Землі таїть ще десятки нерозгаданих таємниць і чекає нових фундаментальних відкриттів.