Północny biegun magnetyczny nadal przemieszcza się z Kanady w kierunku archipelagu Severnaya Zemlya z prędkością 55 kilometrów na rok. Naukowcy sugerują: przygotowywana jest zmiana biegunów z powodu niepokojów w płynnej części jądra planety, niedostępnej dla bezpośrednich obserwacji. Trudno jest zrozumieć, co dokładnie się tam dzieje, ale istnieje wiele hipotez.
Misja do „żelaznego świata”
W 2022 roku NASA wyśle urządzenie na asteroidę Psyche, znajdującą się między Marsem a Jowiszem. Nazywa się Żelaznym Światem. Odbijając promienie od powierzchni, jak szybko się nagrzewa i ochładza, naukowcy zdali sobie sprawę, że jest to, jeśli nie w całości, to głównie metal. Możliwe, że stamtąd lecą do nas żelazne meteoryty. Zdarza się to bardzo rzadko; w sumie znanych jest nie więcej niż dwieście takich zdarzeń. Zakłada się, że Psyche jest rdzeniem planety ziemskiej, która straciła swoje zewnętrzne powłoki. Wraz z Ziemią i Wenus ta planeta formowała się w pobliżu Słońca, ale potem coś się wydarzyło. Może katastrofa, a może to wszystko jest winne powtarzającego się ocieplenia planet planetarnych - skupisk materii, z których powstają planety. Naukowcy z pewnością chcą dostać się do „żelaznego świata”,i nie tylko ze względu na geologiczną eksplorację złóż w interesie naszych potomków. Przede wszystkim - aby dokładnie zbadać analogię jądra Ziemi.
Dlaczego żelazo rdzenia
Jądro Ziemi jest interesującym obiektem. Jego skład i temperatura znajdują odzwierciedlenie w warstwach wierzchnich i atmosferze. Jądro jest źródłem pola magnetycznego, dzięki któremu powstało życie. Jest też klucz do sekretu powstawania planet ziemskich. Wnętrze Ziemi jest badane za pomocą fal sejsmicznych i modelowania. Z grubsza mówiąc, planeta składa się z górnej skorupy - skorupy, płaszcza i jądra. O tym, że rdzeń jest żelazny, świadczy kilka faktów. Ziemia ma własne pole magnetyczne, podobnie jak dipol wstawiony wzdłuż osi obrotu. Płaszcz nie może wytworzyć takiego pola, zbyt słabo przewodzi prąd elektryczny. Zgodnie z modelem geodynamicznym, tylko ciecz przewodząca jest do tego zdolna. Oznacza to, że część rdzenia jest płynna. Żelazo jest jednym z najpowszechniejszych pierwiastków w Układzie Słonecznym. Potwierdza to obfitość meteorytów. Elastyczne fale S nie przechodzą przez zewnętrzną część rdzenia,wtedy jest płynny. Wewnętrzna część rdzenia o promieniu około 1221 kilometrów słabo propaguje fale S - odpowiednio jest albo w stanie stałym, albo w stanie symulującym twardość. Granica między dwiema warstwami w rdzeniu jest dość wyraźna, podobnie jak w przypadku rdzenia i dolnego płaszcza. Uważa się, że rdzeniem jest żelazo z niewielkimi zanieczyszczeniami niklu (na co wskazuje skład meteorytów żelaznych), krzemu, siarczków i tlenu. Kilka cech propagacji fal sejsmicznych sugeruje, że wewnętrzny stały rdzeń obraca się nieco szybciej niż płaszcz i skorupa, z prędkością około 0,15 stopnia na rok. Kiedy i jak powstał rdzeń Ziemi? Jaki jest w nim stosunek pierwiastków chemicznych? Dlaczego nie jest jednorodny? Jaka jest tam temperatura? Gdzie jest źródło energii? A co najważniejsze, dlaczego jądro w ogóle uformowało się wewnątrz planety? Dla każdego z tych i wielu innych pytań istnieje wiele hipotez.jest płynny. Wewnętrzna część rdzenia o promieniu około 1221 kilometrów słabo propaguje fale S - odpowiednio jest albo w stanie stałym, albo w stanie symulującym twardość. Granica między dwiema warstwami w rdzeniu jest dość wyraźna, podobnie jak w przypadku rdzenia i dolnego płaszcza. Uważa się, że rdzeń jest żelazem z niewielkimi zanieczyszczeniami niklu (na co wskazuje skład meteorytów żelaznych), krzemu, siarczków i tlenu. Kilka cech propagacji fal sejsmicznych sugeruje, że wewnętrzny stały rdzeń obraca się nieco szybciej niż płaszcz i skorupa, z prędkością około 0,15 stopnia na rok. Kiedy i jak powstał rdzeń Ziemi? Jaki jest w nim stosunek pierwiastków chemicznych? Dlaczego nie jest jednorodny? Jaka jest tam temperatura? Gdzie jest źródło energii? A co najważniejsze, dlaczego jądro w ogóle uformowało się wewnątrz planety? Dla każdego z tych i wielu innych pytań istnieje wiele hipotez.jest płynny. Wewnętrzna część rdzenia o promieniu około 1221 kilometrów słabo propaguje fale S - odpowiednio jest albo w stanie stałym, albo w stanie symulującym twardość. Granica między dwiema warstwami w rdzeniu jest dość wyraźna, podobnie jak w przypadku rdzenia i dolnego płaszcza. Uważa się, że rdzeniem jest żelazo z niewielkimi zanieczyszczeniami niklu (na co wskazuje skład meteorytów żelaznych), krzemu, siarczków i tlenu. Kilka cech propagacji fal sejsmicznych sugeruje, że wewnętrzny stały rdzeń obraca się nieco szybciej niż płaszcz i skorupa, z prędkością około 0,15 stopnia na rok. Kiedy i jak powstał rdzeń Ziemi? Jaki jest w nim stosunek pierwiastków chemicznych? Dlaczego nie jest jednorodny? Jaka jest tam temperatura? Gdzie jest źródło energii? A co najważniejsze, dlaczego jądro w ogóle uformowało się wewnątrz planety? Dla każdego z tych i wielu innych pytań istnieje wiele hipotez. Wewnętrzna część rdzenia o promieniu około 1221 kilometrów słabo propaguje fale S - odpowiednio jest albo w stanie stałym, albo w stanie symulującym twardość. Granica między dwiema warstwami w rdzeniu jest dość wyraźna, podobnie jak w przypadku rdzenia i dolnego płaszcza. Uważa się, że rdzeniem jest żelazo z niewielkimi zanieczyszczeniami niklu (na co wskazuje skład meteorytów żelaznych), krzemu, siarczków i tlenu. Kilka cech propagacji fal sejsmicznych sugeruje, że wewnętrzny stały rdzeń obraca się nieco szybciej niż płaszcz i skorupa, z prędkością około 0,15 stopnia na rok. Kiedy i jak powstał rdzeń Ziemi? Jaki jest w nim stosunek pierwiastków chemicznych? Dlaczego nie jest jednorodny? Jaka jest tam temperatura? Gdzie jest źródło energii? A co najważniejsze, dlaczego jądro w ogóle uformowało się wewnątrz planety? Dla każdego z tych i wielu innych pytań istnieje wiele hipotez. Wewnętrzna część rdzenia o promieniu około 1221 kilometrów słabo propaguje fale S - odpowiednio jest albo w stanie stałym, albo w stanie symulującym twardość. Granica między dwiema warstwami w rdzeniu jest dość wyraźna, podobnie jak w przypadku rdzenia i dolnego płaszcza. Uważa się, że rdzeniem jest żelazo z niewielkimi zanieczyszczeniami niklu (na co wskazuje skład meteorytów żelaznych), krzemu, siarczków i tlenu. Kilka cech propagacji fal sejsmicznych sugeruje, że wewnętrzny stały rdzeń obraca się nieco szybciej niż płaszcz i skorupa, z prędkością około 0,15 stopnia na rok. Kiedy i jak powstał rdzeń Ziemi? Jaki jest w nim stosunek pierwiastków chemicznych? Dlaczego nie jest jednorodny? Jaka jest tam temperatura? Gdzie jest źródło energii? A co najważniejsze, dlaczego jądro w ogóle uformowało się wewnątrz planety? Dla każdego z tych i wielu innych pytań istnieje wiele hipotez.
Który z bliźniaków ma szczęście
Wenus jest uważana za bliźniaka Ziemi - jest tylko nieznacznie mniejsza pod względem masy i rozmiaru. Ale obecne warunki na jego powierzchni są zupełnie inne. Ziemia ma własne pole magnetyczne, atmosferę i biosferę. Wenus na tej liście ma tylko toksyczną atmosferę z chmurami kwasu siarkowego. W przeszłości geologicznej nie ma śladów pola magnetycznego, chociaż mogły one zniknąć. Prawdopodobnie chodzi o pochodzenie bliźniaków. Wenus i Ziemia uformowały się w jednej części mgławicy gazowo-pyłowej otaczającej Słońce. Zarodki planet rozrastały się, przyciągając do siebie coraz więcej materiału. Kiedy masa stała się krytyczna, rozpoczęło się ogrzewanie i topienie. Substancja została podzielona na frakcje: ciężkie pierwiastki osadzały się w środku, płuca unosiły się w górę. Naukowcy z Niemiec, Japonii i Francji uważają, że rozwarstwienie ciał takich jak Ziemia jest jednolite i stabilne, a każda warstwa jest jednorodna. Aby jądro okazało się dwuwarstwowe i niejednorodne, gdzieś pod koniec procesu, planeta musiała doświadczyć bardzo silnego uderzenia innego masywnego ciała. Część „obcej” substancji pozostała w trzewiach Ziemi, część została wyrzucona na orbitę, gdzie następnie uformował się Księżyc. W wyniku uderzenia wnętrze planety zostało zmieszane, co doprowadziło do częściowego stopienia jądra. Ale ewolucja Wenus przebiegła gładko, bez kosmicznego zagrożenia. Rozwarstwienie zakończyło się bezpiecznie z utworzeniem stałego żelaznego rdzenia, niezdolnego do wytworzenia pola magnetycznego. Jest jeszcze jedna hipoteza: spontaniczna krystalizacja stopionego żelaza. Jednak w tym celu musi ostygnąć do tysiąca kelwinów, co jest niemożliwe. Oznacza to, że jądra krystalizacji przenikały z zewnątrz - podsumowali naukowcy z USA. Na przykład z dolnego płaszcza. Są to duże kawałki żelaza o wielkości kilkuset metrów. Skąd pochodzą, jest duże pytanie. Jedna z odpowiedzi leży na powierzchni Ziemi w postaci starożytnych żelazistych kwarcytów. Być może ponad trzy miliardy lat temu skały te utworzyły dno oceanów. W wyniku ruchu płyt zagłębił się w płaszcz, a stamtąd do rdzenia.
Ponad cztery miliardy lat temu Ziemia zderzyła się z masywnym ciałem kosmicznym. W wyniku uderzenia jego rdzeń formujący został zmieszany, uwolniono w nim płynną część zewnętrzną, co doprowadziło do pojawienia się pola magnetycznego. Uderzenie wytrąciło część substancji Ziemi, z której powstał Księżyc / Ilustracja RIA Novosti. Alina Polyanina, NASA.
Film promocyjny:
Wykonanie osłony magnetycznej
Stosunek radioaktywnych izotopów ołowiu wskazuje na wiek rdzenia: około czterech i pół miliarda lat. Nie wiadomo, kiedy powstało pole magnetyczne. Jego ślady znaleziono już w najstarszych skałach Ziemi, liczących 3,5 miliarda lat.
Zgodnie z modelem geodynamicznym, pole magnetyczne Ziemi wymaga płynu przewodzącego, którego rotacji towarzyszy mieszanie.
Problem w tym, że pole magnetyczne szybko rotujących płynów prędzej czy później zanika. Sądząc po danych geologicznych, natężenie pola magnetycznego Ziemi nie zmieniło się w widocznym dla nas przedziale czasu. Musi istnieć jakieś stałe, potężne źródło energii.
Jest dwóch kandydatów do tej roli. Konwekcja termiczna, możliwa, jeśli rdzeń wewnętrzny jest cieplejszy niż zewnętrzny, oraz konwekcja kompozycyjna, to znaczy przemieszczanie się elementów z jednej części do drugiej. Oznacza to, że stała część jądra jest powiększona. Ale nie powinieneś bać się całkowitego zestalenia. To zajmie ponad miliard lat.
Tatiana Pichugina