Mengapa teras bumi tidak menjadi sejuk dan kekal dipanaskan pada suhu kira-kira 6000°C selama 4.5 bilion tahun? Persoalannya sangat kompleks, yang mana, lebih-lebih lagi, sains tidak dapat memberikan jawapan 100% tepat dan boleh difahami. Walau bagaimanapun, terdapat sebab objektif untuk ini.
Kerahsiaan yang berlebihan
Keterlaluan, boleh dikatakan, misteri teras bumi dikaitkan dengan dua faktor. Pertama, tiada siapa yang tahu pasti bagaimana, bila dan dalam keadaan apa ia terbentuk - ini berlaku semasa pembentukan proto-bumi atau sudah pada peringkat awal kewujudan planet yang terbentuk - semua ini adalah misteri besar. Kedua, adalah mustahil untuk mendapatkan sampel dari teras bumi - tiada siapa yang tahu pasti kandungannya. Selain itu, semua data yang kita ketahui tentang kernel dikumpul menggunakan kaedah dan model tidak langsung.
Mengapa teras bumi kekal panas?
Untuk cuba memahami mengapa teras bumi tidak menyejuk untuk masa yang lama, anda perlu memahami terlebih dahulu apa yang menyebabkannya menjadi panas pada mulanya. Bahagian dalam planet kita, seperti mana-mana planet lain, adalah heterogen; ia mewakili lapisan yang ditandakan dengan jelas dengan ketumpatan yang berbeza. Tetapi ini tidak selalu berlaku: unsur-unsur berat perlahan-lahan tenggelam, membentuk teras dalaman dan luaran, manakala unsur-unsur ringan dipaksa ke atas, membentuk mantel dan kerak bumi. Proses ini berjalan dengan sangat perlahan dan disertai dengan pembebasan haba. Walau bagaimanapun, ini bukan sebab utama pemanasan. Keseluruhan jisim Bumi menekan dengan daya yang sangat besar pada pusatnya, menghasilkan tekanan fenomenal kira-kira 360 GPa (3.7 juta atmosfera), akibatnya pereputan unsur radioaktif tahan lama yang terkandung dalam teras besi-silikon-nikel. mula berlaku, yang disertai oleh pelepasan haba yang besar.
Sumber pemanasan tambahan ialah tenaga kinetik yang dihasilkan akibat geseran antara lapisan yang berbeza (setiap lapisan berputar secara bebas antara yang lain): teras dalam dengan bahagian luar dan luar dengan mantel.
Bahagian dalam planet (perkadaran tidak dihormati). Geseran antara tiga lapisan dalam berfungsi sebagai sumber tambahan pemanasan.
Berdasarkan perkara di atas, kita boleh menyimpulkan bahawa Bumi dan khususnya ususnya adalah mesin sara diri yang memanaskan dirinya. Tetapi ini secara semula jadi tidak boleh berterusan selama-lamanya: rizab unsur radioaktif di dalam teras perlahan-lahan hilang dan tidak akan ada lagi apa-apa untuk mengekalkan suhu.
Ia semakin sejuk!
Sebenarnya, proses penyejukan telah pun bermula sejak sekian lama, tetapi ia berjalan dengan sangat perlahan - pada pecahan darjah setiap abad. Mengikut anggaran kasar, sekurang-kurangnya 1 bilion tahun akan berlalu sebelum teras menjadi sejuk sepenuhnya dan tindak balas kimia dan lain-lain di dalamnya berhenti.
Jawapan pendek: Bumi, dan khususnya teras bumi, adalah mesin serba boleh yang memanaskan dirinya sendiri. Seluruh jisim planet menekan pusatnya, menghasilkan tekanan yang luar biasa dan dengan itu mencetuskan proses pereputan unsur radioaktif, akibatnya haba dibebaskan.
Banyak idea telah dinyatakan tentang struktur teras Bumi. Dmitry Ivanovich Sokolov, ahli geologi dan ahli akademik Rusia, berkata bahawa bahan di dalam Bumi diedarkan seperti sanga dan logam dalam relau peleburan.
Perbandingan kiasan ini telah disahkan lebih daripada sekali. Para saintis mengkaji dengan teliti meteorit besi yang tiba dari angkasa, menganggapnya serpihan teras planet yang hancur. Ini bermakna teras Bumi juga harus terdiri daripada besi berat dalam keadaan cair.
Pada tahun 1922, ahli geokimia Norway Victor Moritz Goldschmidt mengemukakan idea stratifikasi umum bahan Bumi pada masa seluruh planet berada dalam keadaan cair. Dia memperoleh ini dengan analogi dengan proses metalurgi yang dikaji di kilang keluli. "Pada peringkat cair cair," katanya, "bahan Bumi dibahagikan kepada tiga cecair yang tidak boleh dicampur - silikat, sulfida dan logam. Dengan penyejukan selanjutnya, cecair ini membentuk cengkerang utama Bumi - kerak, mantel dan teras besi!
Walau bagaimanapun, lebih dekat dengan zaman kita, idea asal "panas" planet kita semakin rendah daripada ciptaan "sejuk". Dan pada tahun 1939, Lodochnikov mencadangkan gambaran yang berbeza tentang pembentukan bahagian dalam Bumi. Pada masa ini, idea peralihan fasa jirim sudah diketahui. Lodochnikov mencadangkan bahawa perubahan fasa dalam jirim meningkat dengan kedalaman yang semakin meningkat, akibatnya perkara itu dibahagikan kepada cangkang. Dalam kes ini, teras tidak semestinya besi. Ia mungkin terdiri daripada batuan silikat tertumpu yang berada dalam keadaan "logam". Idea ini telah diambil dan dikembangkan pada tahun 1948 oleh saintis Finland V. Ramsey. Ternyata walaupun teras Bumi mempunyai keadaan fizikal yang berbeza daripada mantel, tidak ada sebab untuk menganggap ia terdiri daripada besi. Lagipun, olivin yang terlalu disatukan boleh jadi seberat logam...
Oleh itu, dua hipotesis yang saling eksklusif mengenai komposisi nukleus muncul. Satu dibangunkan berdasarkan idea E. Wichert tentang aloi besi-nikel dengan penambahan kecil unsur cahaya sebagai bahan untuk teras Bumi. Dan yang kedua - dicadangkan oleh V.N. Lodochnikov dan dibangunkan oleh V. Ramsey, yang menyatakan bahawa komposisi teras tidak berbeza daripada komposisi mantel, tetapi bahan di dalamnya berada dalam keadaan metallized yang sangat padat.
Untuk menentukan arah mana penimbang itu harus dihujung, saintis dari banyak negara menjalankan eksperimen di makmal dan mengira dan mengira, membandingkan hasil pengiraan mereka dengan apa yang ditunjukkan oleh kajian seismik dan eksperimen makmal.
Pada tahun enam puluhan, pakar akhirnya membuat kesimpulan: hipotesis metalisasi silikat, pada tekanan dan suhu yang berlaku dalam teras, tidak disahkan! Lebih-lebih lagi, kajian yang dijalankan dengan meyakinkan membuktikan bahawa pusat planet kita harus mengandungi sekurang-kurangnya lapan puluh peratus daripada jumlah rizab besi... Jadi, selepas semua, teras Bumi adalah besi? Besi, tetapi tidak cukup. Logam tulen atau aloi logam tulen yang dimampatkan di tengah planet akan menjadi terlalu berat untuk Bumi. Oleh itu, mesti diandaikan bahawa bahan teras luar terdiri daripada sebatian besi dengan unsur yang lebih ringan - oksigen, aluminium, silikon atau sulfur, yang paling biasa di kerak bumi. Tetapi yang mana secara khusus? Ini tidak diketahui.
Oleh itu, saintis Rusia Oleg Georgievich Sorokhtin menjalankan kajian baru. Cuba kita ikuti perjalanan hujah beliau dalam bentuk yang dipermudahkan. Berdasarkan pencapaian terkini sains geologi, saintis Soviet menyimpulkan bahawa dalam tempoh pertama pembentukan Bumi kemungkinan besar lebih atau kurang homogen. Semua bahannya diagihkan lebih kurang sama sepanjang keseluruhan isipadu.
Walau bagaimanapun, dari masa ke masa, unsur-unsur yang lebih berat, seperti besi, mula tenggelam, boleh dikatakan, "tenggelam" ke dalam mantel, semakin dalam dan lebih dalam ke arah pusat planet. Jika demikian, maka, membandingkan batu muda dan tua, seseorang boleh menjangkakan bahawa dalam batu muda akan ada kandungan unsur berat yang lebih rendah, seperti besi, yang tersebar luas dalam bahan Bumi.
Kajian tentang lava purba mengesahkan andaian ini. Walau bagaimanapun, teras Bumi tidak boleh menjadi besi semata-mata. Ia terlalu ringan untuk itu.
Apakah teman besi dalam perjalanan ke pusat? Para saintis mencuba banyak elemen. Tetapi ada yang tidak larut dengan baik dalam cair, sementara yang lain ternyata tidak serasi. Dan kemudian Sorokhtin mempunyai pemikiran: bukankah unsur yang paling biasa, oksigen, teman besi?
Benar, pengiraan menunjukkan bahawa sebatian besi dan oksigen - oksida besi - nampaknya terlalu ringan untuk nukleus. Tetapi di bawah keadaan mampatan dan pemanasan di kedalaman, oksida besi juga mesti mengalami perubahan fasa. Di bawah keadaan yang wujud berhampiran pusat Bumi, hanya dua atom besi yang mampu memegang satu atom oksigen. Ini bermakna ketumpatan oksida yang terhasil akan menjadi lebih besar...
Dan sekali lagi pengiraan, pengiraan. Tetapi alangkah kepuasannya apabila keputusan yang diperoleh menunjukkan bahawa ketumpatan dan jisim teras bumi, yang dibina daripada oksida besi yang telah mengalami perubahan fasa, memberikan nilai yang tepat yang diperlukan oleh model teras moden!
Inilah dia - model moden dan, mungkin, model planet kita yang paling munasabah dalam keseluruhan sejarah pencariannya. "Teras luar Bumi terdiri daripada oksida fasa besi monovalen Fe2O, dan teras dalam diperbuat daripada besi metalik atau aloi besi dan nikel," tulis Oleg Georgievich Sorokhtin dalam bukunya. "Lapisan peralihan F antara teras dalam dan luar boleh dianggap terdiri daripada besi sulfida - troillit FeS."
Ramai ahli geologi dan geofizik yang cemerlang, ahli oseanologi dan ahli seismologi - wakil dari semua cabang sains yang mengkaji planet ini - mengambil bahagian dalam penciptaan hipotesis moden tentang pembebasan teras daripada bahan utama Bumi. Proses pembangunan tektonik Bumi, menurut saintis, akan berterusan di kedalaman untuk masa yang agak lama, sekurang-kurangnya planet kita mempunyai beberapa bilion tahun lagi. Hanya selepas tempoh masa yang tidak terukur ini, Bumi akan menjadi sejuk dan bertukar menjadi badan kosmik yang mati. Tetapi apa yang akan berlaku pada masa ini?..
Berapa umur manusia? Satu juta, dua, baik, dua setengah. Dan dalam tempoh ini, orang bukan sahaja bangun dari merangkak, menjinakkan api dan memahami cara mengekstrak tenaga daripada atom, mereka menghantar orang ke angkasa, automata ke planet lain dalam sistem suria dan menguasai berhampiran angkasa untuk keperluan teknikal.
Penerokaan dan kemudian penggunaan usus dalam planet kita sendiri adalah program yang sudah mengetuk pintu kemajuan saintifik.
Bumi, bersama-sama dengan badan lain Sistem Suria, terbentuk daripada gas sejuk dan awan debu melalui pertambahan zarah konstituennya. Selepas kemunculan planet, peringkat baru perkembangannya bermula, yang dalam sains biasanya dipanggil pra-geologi.
Nama tempoh itu disebabkan fakta bahawa bukti terawal proses lampau - batu igneus atau gunung berapi - tidak lebih lama daripada 4 bilion tahun. Hanya saintis yang boleh mengkajinya hari ini.
Tahap pra-geologi pembangunan Bumi masih penuh dengan banyak misteri. Ia meliputi tempoh 0.9 bilion tahun dan dicirikan oleh gunung berapi yang meluas di planet ini dengan pembebasan gas dan wap air. Pada masa inilah proses pemisahan Bumi ke dalam cangkang utamanya bermula - teras, mantel, kerak dan atmosfera. Diandaikan bahawa proses ini dicetuskan oleh pengeboman meteorit yang sengit di planet kita dan pencairan bahagian individunya.
Salah satu peristiwa penting dalam sejarah Bumi ialah pembentukan teras dalamannya. Ini mungkin berlaku semasa peringkat pra-geologi pembangunan planet, apabila semua jirim dibahagikan kepada dua geosfera utama - teras dan mantel.
Malangnya, teori yang boleh dipercayai tentang pembentukan teras bumi, yang akan disahkan oleh maklumat dan bukti saintifik yang serius, belum wujud. Bagaimanakah teras bumi terbentuk? Para saintis menawarkan dua hipotesis utama untuk menjawab soalan ini.
Menurut versi pertama, perkara itu sejurus selepas kemunculan Bumi adalah homogen.
Ia terdiri sepenuhnya daripada zarah mikro yang boleh diperhatikan hari ini dalam meteorit. Tetapi selepas tempoh masa tertentu, jisim homogen utama ini dibahagikan kepada teras berat, di mana semua besi telah mengalir, dan mantel silikat yang lebih ringan. Dalam erti kata lain, titisan besi cair dan sebatian kimia berat yang disertakan menetap di pusat planet kita dan membentuk teras di sana, yang sebahagian besarnya kekal cair hingga ke hari ini. Apabila unsur-unsur berat cenderung ke pusat Bumi, sanga ringan, sebaliknya, terapung ke atas - ke lapisan luar planet ini. Hari ini, unsur-unsur cahaya ini membentuk mantel atas dan kerak.
Mengapakah pembezaan jirim sedemikian berlaku? Adalah dipercayai bahawa sejurus selepas selesai proses pembentukannya, Bumi mula memanaskan secara intensif, terutamanya disebabkan oleh tenaga yang dikeluarkan semasa pengumpulan graviti zarah, serta disebabkan oleh tenaga pereputan radioaktif bahan kimia individu. elemen.
Pemanasan tambahan planet dan pembentukan aloi besi-nikel, yang, disebabkan oleh graviti tentu yang ketara, secara beransur-ansur tenggelam ke pusat Bumi, difasilitasi oleh pengeboman meteorit yang dikatakan.
Walau bagaimanapun, hipotesis ini menghadapi beberapa kesukaran. Sebagai contoh, tidak sepenuhnya jelas bagaimana aloi besi-nikel, walaupun dalam keadaan cair, dapat turun lebih daripada seribu kilometer dan mencapai kawasan teras planet.
Selaras dengan hipotesis kedua, teras Bumi terbentuk daripada meteorit besi yang berlanggar dengan permukaan planet, dan kemudiannya ditumbuhi dengan cangkang silikat meteorit batu dan membentuk mantel.
Terdapat kecacatan yang serius dalam hipotesis ini. Dalam keadaan ini, meteorit besi dan batu harus wujud secara berasingan di angkasa lepas. Penyelidikan moden menunjukkan bahawa meteorit besi hanya boleh timbul di kedalaman planet yang hancur di bawah tekanan yang ketara, iaitu, selepas pembentukan Sistem Suria kita dan semua planet.
Versi pertama kelihatan lebih logik, kerana ia menyediakan sempadan dinamik antara teras Bumi dan mantel. Ini bermakna proses pembahagian jirim di antara mereka boleh berterusan di planet ini untuk masa yang sangat lama, dengan itu memberi pengaruh yang besar terhadap evolusi Bumi selanjutnya.
Oleh itu, jika kita mengambil hipotesis pertama pembentukan teras planet sebagai asas, proses pembezaan jirim berlangsung kira-kira 1.6 bilion tahun. Disebabkan oleh pembezaan graviti dan pereputan radioaktif, pemisahan jirim telah dipastikan.
Unsur berat hanya tenggelam ke kedalaman di bawahnya yang mana bahan itu sangat likat sehingga besi tidak dapat tenggelam lagi. Hasil daripada proses ini, lapisan anulus yang sangat padat dan berat besi cair dan oksidanya terbentuk. Ia terletak di atas bahan ringan teras primordial planet kita. Seterusnya, bahan silikat ringan telah diperah keluar dari pusat Bumi. Lebih-lebih lagi, ia telah disesarkan di khatulistiwa, yang mungkin menandakan permulaan asimetri planet ini. 
Diandaikan bahawa semasa pembentukan teras besi Bumi, penurunan ketara dalam jumlah planet berlaku, akibatnya permukaannya kini telah berkurangan. Unsur-unsur cahaya dan sebatiannya yang "terapung" ke permukaan membentuk kerak primer yang nipis, yang, seperti semua planet terestrial, terdiri daripada basalt gunung berapi, dilapisi oleh lapisan sedimen tebal.
Walau bagaimanapun, adalah tidak mungkin untuk mencari bukti geologi hidup tentang proses lampau yang berkaitan dengan pembentukan teras dan mantel bumi. Seperti yang telah dinyatakan, batuan tertua di planet Bumi berumur kira-kira 4 bilion tahun. Kemungkinan besar, pada permulaan evolusi planet, di bawah pengaruh suhu dan tekanan tinggi, basalt primer bermetamorfosis, cair dan berubah menjadi batu granit-gneiss yang kita kenali.
Apakah teras planet kita, yang mungkin terbentuk pada peringkat terawal pembangunan Bumi? Ia terdiri daripada cangkerang luar dan dalam. Menurut andaian saintifik, pada kedalaman 2900-5100 km terdapat teras luar, yang dalam sifat fizikalnya hampir dengan cecair.
Teras luar adalah aliran besi cair dan nikel yang mengalirkan elektrik dengan baik. Dengan teras inilah para saintis mengaitkan asal usul medan magnet bumi. Baki jurang 1,270 km ke pusat Bumi diduduki oleh teras dalam, iaitu 80% besi dan 20% silikon dioksida.
Teras dalam keras dan panas. Jika bahagian luarnya disambungkan terus ke mantel, maka teras dalam Bumi wujud dengan sendirinya. Kekerasannya, walaupun suhu tinggi, dipastikan oleh tekanan besar di tengah planet, yang boleh mencapai 3 juta atmosfera. 
Banyak unsur kimia berubah menjadi keadaan logam akibatnya. Oleh itu, ia juga dicadangkan bahawa teras dalam Bumi terdiri daripada hidrogen logam.
Teras dalaman yang padat mempunyai kesan yang serius terhadap kehidupan planet kita. Medan graviti planet tertumpu di dalamnya, yang menghalang cengkerang gas ringan, lapisan hidrosfera dan geosfera Bumi daripada berselerak.
Mungkin, medan sedemikian adalah ciri teras dari saat planet terbentuk, apa pun komposisi kimia dan strukturnya ketika itu. Ia menyumbang kepada penguncupan zarah yang terbentuk ke arah pusat.
Namun begitu, asal usul teras dan kajian struktur dalaman Bumi adalah masalah paling mendesak bagi saintis yang terlibat rapat dalam kajian sejarah geologi planet kita. Masih jauh lagi perjalanan sebelum penyelesaian muktamad untuk isu ini. Untuk mengelakkan pelbagai percanggahan, sains moden telah menerima hipotesis bahawa proses pembentukan teras mula berlaku serentak dengan pembentukan Bumi.
Kedalaman kejadian - 2900 km. Purata jejari sfera ialah 3500 km. Ia dibahagikan kepada teras dalam pepejal dengan jejari kira-kira 1300 km dan teras luar cecair dengan ketebalan kira-kira 2200 km, di antaranya zon peralihan kadang-kadang dibezakan. Suhu di permukaan teras pepejal Bumi kononnya mencapai 6230±500 (5960±500 °C), di tengah-tengah teras ketumpatan boleh kira-kira 12.5 t/m³, tekanan sehingga 3.7 juta atm (375 GPa) . Jisim teras - 1.932⋅10 24 kg.
Sangat sedikit yang diketahui tentang teras - semua maklumat diperoleh melalui kaedah geofizik atau geokimia tidak langsung. Sampel bahan teras belum tersedia.
Sejarah kajian
Kewujudan telah dibuktikan pada tahun 1897 oleh ahli seismologi Jerman E. Wichert, dan kedalaman kejadian (2900 km) ditentukan pada tahun 1910 oleh ahli geofizik Amerika B. Gutenberg. Di samping itu, V.N. Lodochnikov dan U. Ramsay mencadangkan bahawa mantel bawah dan teras mempunyai komposisi kimia yang sama - pada sempadan teras-mantel pada 1.36 Mbar, silikat mantel berubah menjadi fasa logam cecair (teras silikat berlogam). Komposisi kernelTerdapat hanya data tidak langsung mengenai komposisi nukleus, diperoleh dalam pelbagai cara. Rupa-rupanya, daripada bahan yang ada, komposisi yang paling hampir dengan teras bumi adalah meteorit besi, iaitu serpihan teras asteroid dan protoplanet. Walau bagaimanapun, meteorit besi tidak dapat memberikan gambaran yang tepat tentang bahan teras bumi, kerana ia terbentuk dalam badan yang lebih kecil, dan oleh itu dalam keadaan fizikokimia yang berbeza. Sebaliknya, kajian seismik memberikan saiz teras yang tepat, dan daripada data gravimetrik diketahui ketumpatannya, dan ini mengenakan sekatan tambahan pada komposisinya. Oleh kerana ketumpatan teras adalah kira-kira 5-10% kurang daripada ketumpatan aloi besi-nikel, diandaikan bahawa teras Bumi mengandungi lebih banyak unsur cahaya daripada meteorit besi. Kemungkinan calon termasuk: sulfur, oksigen, silikon, karbon, fosforus, hidrogen. Akhir sekali, komposisi teras boleh dianggarkan berdasarkan pertimbangan geokimia dan kosmokimia. Jika entah bagaimana kita mengira komposisi utama Bumi dan mengira bahagian unsur yang terdapat dalam geosfera lain, maka kita boleh membina anggaran komposisi teras. Eksperimen suhu tinggi dan tekanan tinggi mengenai pengagihan unsur antara fasa besi cair dan silikat memberikan bantuan yang besar dalam pengiraan sedemikian.
Pada April 2015, saintis dari Universiti Oxford mencadangkan satu teori yang menyatakan kandungan uranium dalam teras Bumi adalah beberapa bahagian per bilion lebih tinggi daripada yang difikirkan sebelumnya. Kenyataan sedemikian membawa kepada penyebaran laporan berprofil tinggi di media mengenai dakwaan penemuan nukleus uranium berhampiran Bumi. Medan magnet bumilihat jugaNota
|
Banyak idea telah dinyatakan tentang struktur teras Bumi. Dmitry Ivanovich Sokolov, ahli geologi dan ahli akademik Rusia, berkata bahawa bahan di dalam Bumi diedarkan seperti sanga dan logam dalam relau peleburan.
Perbandingan kiasan ini telah disahkan lebih daripada sekali. Para saintis mengkaji dengan teliti meteorit besi yang tiba dari angkasa, menganggapnya serpihan teras planet yang hancur.
Ini bermakna teras Bumi juga harus terdiri daripada besi berat dalam keadaan cair.
Pada tahun 1922, ahli geokimia Norway Victor Moritz Goldschmidt mengemukakan idea stratifikasi umum bahan Bumi pada masa seluruh planet berada dalam keadaan cair. Dia memperoleh ini dengan analogi dengan proses metalurgi yang dikaji di kilang keluli. "Dalam peringkat cair cair," katanya, "bahan Bumi dibahagikan kepada tiga cecair tidak bercampur - silikat, sulfida dan logam.
Dengan penyejukan selanjutnya, cecair ini membentuk cengkerang utama Bumi - kerak, mantel dan teras besi!
Walau bagaimanapun, lebih dekat dengan zaman kita, idea asal "panas" planet kita semakin rendah daripada ciptaan "sejuk". Dan pada tahun 1939, Lodochnikov mencadangkan gambaran yang berbeza tentang pembentukan bahagian dalam Bumi. Pada masa ini, idea peralihan fasa jirim sudah diketahui. Lodochnikov mencadangkan bahawa perubahan fasa dalam jirim meningkat dengan kedalaman yang semakin meningkat, akibatnya perkara itu dibahagikan kepada cangkang. Dalam kes ini, teras tidak semestinya besi. Ia mungkin terdiri daripada batuan silikat tertumpu yang berada dalam keadaan "logam".
Idea ini telah diambil dan dikembangkan pada tahun 1948 oleh saintis Finland V. Ramsey. Ternyata walaupun teras Bumi mempunyai keadaan fizikal yang berbeza daripada mantel, tidak ada sebab untuk menganggap ia terdiri daripada besi. Lagipun, olivin yang terlalu disatukan boleh jadi seberat logam...
Oleh itu, dua hipotesis yang saling eksklusif mengenai komposisi nukleus muncul.
Satu dibangunkan berdasarkan idea E. Wichert tentang aloi besi-nikel dengan penambahan kecil unsur cahaya sebagai bahan untuk teras Bumi.
Dan yang kedua - dicadangkan oleh V.N. Lodochnikov dan dibangunkan oleh V. Ramsey, yang menyatakan bahawa komposisi teras tidak berbeza daripada komposisi mantel, tetapi bahan di dalamnya berada dalam keadaan metallized yang sangat padat.
Untuk menentukan arah mana penimbang itu harus dihujung, saintis dari banyak negara menjalankan eksperimen di makmal dan mengira dan mengira, membandingkan hasil pengiraan mereka dengan apa yang ditunjukkan oleh kajian seismik dan eksperimen makmal.
Model Bumi. abad XX
Pada tahun 60-an, pakar akhirnya membuat kesimpulan: hipotesis metalisasi silikat, pada tekanan dan suhu yang berlaku dalam teras, tidak disahkan! Lebih-lebih lagi, kajian yang dijalankan dengan meyakinkan membuktikan bahawa pusat planet kita harus mengandungi sekurang-kurangnya lapan puluh peratus daripada jumlah rizab besi... Jadi, selepas semua, teras Bumi adalah besi? Besi, tetapi tidak cukup. Logam tulen atau aloi logam tulen yang dimampatkan di tengah planet akan menjadi terlalu berat untuk Bumi. Oleh itu, mesti diandaikan bahawa bahan teras luar terdiri daripada sebatian besi dengan unsur yang lebih ringan - oksigen, aluminium, silikon atau sulfur, yang paling biasa di kerak bumi.
Tetapi yang mana secara khusus? Ini tidak diketahui.
Oleh itu, saintis Soviet Oleg Georgievich Sorokhtin menjalankan kajian baru. Mari kita cuba mengikuti dalam bentuk yang dipermudahkan perjalanan penaakulannya, yang dibentangkan dalam buku yang menarik "Global Evolution of the Earth."
Berdasarkan pencapaian terkini sains geologi, saintis Soviet menyimpulkan bahawa dalam tempoh pertama pembentukan Bumi kemungkinan besar lebih atau kurang homogen. Semua bahannya diagihkan lebih kurang sama ke seluruh isipadu.
Walau bagaimanapun, dari masa ke masa, unsur-unsur yang lebih berat, seperti besi, mula tenggelam, boleh dikatakan, "tenggelam" ke dalam mantel, semakin dalam dan lebih dalam ke arah pusat planet. Jika demikian, maka, membandingkan batu muda dan tua, seseorang boleh menjangkakan bahawa dalam batu muda akan ada kandungan unsur berat yang lebih rendah, seperti besi, yang tersebar luas dalam bahan Bumi.
Kajian tentang lava purba mengesahkan andaian ini. Walau bagaimanapun, teras Bumi tidak boleh menjadi besi semata-mata. Ia terlalu ringan untuk itu.
Apakah teman besi dalam perjalanan ke pusat?
Para saintis mencuba banyak elemen. Tetapi ada yang tidak larut dengan baik dalam cair, sementara yang lain ternyata tidak serasi.
Dan kemudian Sorokhtin terfikir: bukankah unsur yang paling biasa - oksigen - adalah pendamping besi?
Benar, pengiraan menunjukkan bahawa sebatian besi dan oksigen - oksida besi - nampaknya terlalu ringan untuk nukleus. Tetapi di bawah keadaan mampatan dan pemanasan di kedalaman, oksida besi juga mesti mengalami perubahan fasa.
Di bawah keadaan yang wujud berhampiran pusat Bumi, hanya dua atom besi yang mampu memegang satu atom oksigen. Ini bermakna ketumpatan oksida yang terhasil akan menjadi lebih besar...
Dan sekali lagi pengiraan, pengiraan.
Tetapi alangkah kepuasannya apabila keputusan yang diperoleh menunjukkan bahawa ketumpatan dan jisim teras bumi, yang dibina daripada oksida besi yang telah mengalami perubahan fasa, memberikan nilai yang tepat yang diperlukan oleh model teras moden!
Inilah dia - model moden dan, mungkin, model planet kita yang paling munasabah dalam keseluruhan sejarah pencariannya. "Teras luar Bumi terdiri daripada oksida besi Fe 2 O, teras dalam diperbuat daripada besi metalik atau aloi besi dan nikel," tulis Oleg Georgievich Sorokhtin dalam bukunya. "Lapisan peralihan F antara teras dalam dan luar boleh dianggap terdiri daripada besi sulfida-troilit FeS."
Ramai ahli geologi dan geofizik yang cemerlang, ahli oseanologi dan ahli seismologi - wakil dari semua cabang sains yang mengkaji planet ini - mengambil bahagian dalam penciptaan hipotesis moden tentang pembebasan teras daripada bahan utama Bumi. Proses pembangunan tektonik Bumi, menurut saintis, akan berterusan di kedalaman untuk masa yang agak lama, sekurang-kurangnya planet kita mempunyai beberapa bilion tahun lagi. Hanya selepas tempoh masa yang tidak terukur ini, Bumi akan menjadi sejuk dan bertukar menjadi badan kosmik yang mati. Tetapi apa yang akan berlaku pada masa ini?..
Berapa umur manusia? Satu juta, dua, baik, dua setengah.
Dan dalam tempoh ini, orang bukan sahaja bangkit dari merangkak, menjinakkan api dan memahami cara mengekstrak tenaga daripada atom, mereka menghantar mesingan ke planet lain dalam sistem suria dan menguasai ruang berhampiran untuk keperluan teknikal.
Penjelajahan dan kemudian penggunaan usus dalam planet kita sendiri adalah program yang sudah mengetuk pintu kemajuan saintifik. Dan anda, pelajar sekolah hari ini, mesti melaksanakannya.