Dünyanın çekirdeği neden 4,5 milyar yıl boyunca soğumuyor ve yaklaşık 6000°C sıcaklığa kadar ısınmıyor? Soru son derece karmaşıktır ve bilim buna% 100 doğru ve anlaşılır bir cevap veremez. Ancak bunun nesnel nedenleri var.
Aşırı gizlilik
Dünyanın çekirdeğinin deyim yerindeyse aşırı gizemi iki faktörle ilişkilidir. Birincisi, hiç kimse onun nasıl, ne zaman ve hangi koşullar altında oluştuğunu kesin olarak bilmiyor - bu, proto-dünyanın oluşumu sırasında veya oluşan gezegenin varlığının ilk aşamalarında gerçekleşti - tüm bunlar büyük bir gizem. İkincisi, dünyanın çekirdeğinden örnek almak kesinlikle imkansızdır - hiç kimse onun neyden oluştuğunu kesin olarak bilmiyor. Üstelik çekirdek hakkında bildiğimiz tüm veriler dolaylı yöntemler ve modeller kullanılarak toplanıyor.
Dünyanın çekirdeği neden sıcak kalıyor?
Dünyanın çekirdeğinin neden bu kadar uzun süre soğumadığını anlamaya çalışmak için öncelikle onun başlangıçta ısınmasına neyin sebep olduğunu anlamanız gerekir. Gezegenimizin iç kısmı, diğer gezegenlerinki gibi, heterojendir; farklı yoğunluklardaki, nispeten net biçimde ayrılmış katmanları temsil ederler. Ancak durum her zaman böyle değildi: Ağır elementler yavaşça aşağıya çökerek iç ve dış çekirdeği oluştururken, hafif elementler yukarıya doğru zorlanarak mantoyu ve yer kabuğunu oluşturdu. Bu süreç son derece yavaş ilerler ve buna ısının salınması da eşlik eder. Ancak ısınmanın asıl nedeni bu değildi. Dünyanın tüm kütlesi, merkezine muazzam bir kuvvetle baskı yapar ve yaklaşık 360 GPa'lık (3,7 milyon atmosfer) olağanüstü bir basınç üretir, bunun sonucunda demir-silisyum-nikel çekirdekte bulunan uzun ömürlü radyoaktif elementlerin bozunması meydana gelir. muazzam ısı emisyonlarının eşlik ettiği meydana gelmeye başladı.
Ek bir ısıtma kaynağı, farklı katmanlar arasındaki sürtünme sonucu üretilen kinetik enerjidir (her katman diğerinden bağımsız olarak döner): iç çekirdek dışla ve dış mantoyla birlikte.
Gezegenin içi (oranlara uyulmuyor). Üç iç katman arasındaki sürtünme ek bir ısıtma kaynağı görevi görür.
Yukarıdakilere dayanarak, Dünya'nın ve özellikle bağırsaklarının kendi kendine yeten ve kendi kendini ısıtan bir makine olduğu sonucuna varabiliriz. Ancak bu doğal olarak sonsuza kadar devam edemez: Çekirdek içindeki radyoaktif element rezervleri yavaş yavaş yok oluyor ve artık sıcaklığı koruyacak hiçbir şey kalmayacak.
Hava soğuyor!
Aslında soğuma süreci çok uzun zaman önce başladı, ancak son derece yavaş ilerliyor; yüzyılda bir derecenin çok küçük bir kısmı kadar bir hızla. Kaba tahminlere göre çekirdeğin tamamen soğuması ve içindeki kimyasal ve diğer reaksiyonların sona ermesi için en az 1 milyar yıl geçmesi gerekecek.
Kısa cevap: Dünya, özellikle de dünyanın çekirdeği, kendi kendine yeten, kendi kendini ısıtan bir makinedir. Gezegenin tüm kütlesi merkezine baskı yaparak olağanüstü bir basınç üretir ve böylece radyoaktif elementlerin bozunma sürecini tetikler ve bunun sonucunda ısı açığa çıkar.
Dünyanın çekirdeğinin yapısı hakkında sayısız fikir dile getirildi. Rus jeolog ve akademisyen Dmitry Ivanovich Sokolov, Dünya'nın içindeki maddelerin izabe fırınındaki cüruf ve metal gibi dağıldığını söyledi.
Bu mecazi karşılaştırma birden fazla kez doğrulandı. Bilim adamları, parçalanmış bir gezegenin çekirdeğinin parçaları olduğunu düşünerek uzaydan gelen demir göktaşlarını dikkatle incelediler. Bu, Dünya'nın çekirdeğinin aynı zamanda erimiş haldeki ağır demirden oluşması gerektiği anlamına gelir.
1922'de Norveçli jeokimyacı Victor Moritz Goldschmidt, tüm gezegenin sıvı halde olduğu bir zamanda Dünya'nın maddesinin genel bir tabakalaşması fikrini ortaya attı. Bunu çelik fabrikalarında incelenen metalurjik prosese benzeterek elde etti. "Sıvı erime aşamasında" dedi, "Dünyanın maddesi birbiriyle karışmayan üç sıvıya bölündü: silikat, sülfit ve metalik. Daha fazla soğumayla birlikte bu sıvılar Dünya'nın ana kabuklarını (kabuk, manto ve demir çekirdek) oluşturdu!
Ancak zamanımıza yaklaştıkça, gezegenimizin "sıcak" kökeni fikri, "soğuk" bir yaratıma göre giderek daha aşağı kalıyordu. Ve 1939'da Lodochnikov, Dünya'nın iç kısmının oluşumunun farklı bir resmini önerdi. Bu zamana kadar maddenin faz geçişleri fikri zaten biliniyordu. Lodochnikov, maddedeki faz değişikliklerinin derinlik arttıkça yoğunlaştığını ve bunun sonucunda maddenin kabuklara bölündüğünü öne sürdü. Bu durumda çekirdeğin mutlaka demir olması gerekmez. “Metalik” durumda olan aşırı konsolide silikat kayalarından oluşabilir. Bu fikir 1948'de Finlandiyalı bilim adamı V. Ramsey tarafından ele geçirildi ve geliştirildi. Her ne kadar Dünya'nın çekirdeği mantodan farklı bir fiziksel duruma sahip olsa da, onun demirden oluştuğunu düşünmek için hiçbir neden olmadığı ortaya çıktı. Sonuçta aşırı konsolide olivin metal kadar ağır olabilir...
Çekirdeğin bileşimi hakkında birbirini dışlayan iki hipotez bu şekilde ortaya çıktı. Bunlardan biri, E. Wichert'in, Dünya'nın çekirdeği için bir malzeme olarak küçük hafif elementler içeren bir demir-nikel alaşımı hakkındaki fikirlerine dayanarak geliştirildi. Ve ikincisi - V.N. Lodochnikov ve V. Ramsey tarafından geliştirilen, çekirdeğin bileşiminin mantonun bileşiminden farklı olmadığını, ancak içindeki maddenin özellikle yoğun metalize bir durumda olduğunu belirtiyor.
Terazinin hangi yöne eğilmesi gerektiğine karar vermek için birçok ülkeden bilim adamları laboratuvarlarda deneyler yaptılar ve hesaplamalarının sonuçlarını sismik çalışmalar ve laboratuvar deneylerinin gösterdiğiyle karşılaştırarak saydılar ve saydılar.
Altmışlı yıllarda uzmanlar nihayet şu sonuca vardılar: çekirdekte hakim olan basınç ve sıcaklıklarda silikatların metalleşmesi hipotezi doğrulanmadı! Üstelik yapılan araştırmalar, gezegenimizin merkezinin toplam demir rezervinin en az yüzde seksenini içermesi gerektiğini ikna edici bir şekilde kanıtladı... Peki, sonuçta Dünya'nın çekirdeği demir mi? Demir, ama tam olarak değil. Gezegenin merkezinde sıkıştırılmış saf metal veya saf metal alaşımı Dünya için çok ağır olacaktır. Bu nedenle, dış çekirdeğin malzemesinin, yer kabuğunda en yaygın olan oksijen, alüminyum, silikon veya kükürt gibi daha hafif elementlere sahip demir bileşiklerinden oluştuğu varsayılmalıdır. Peki özellikle hangileri? Bu bilinmiyor.
Ve böylece Rus bilim adamı Oleg Georgievich Sorokhtin yeni bir çalışmaya girişti. Onun muhakeme sürecini basitleştirilmiş bir biçimde takip etmeye çalışalım. Sovyet bilim adamı, jeoloji biliminin en son başarılarına dayanarak, ilk oluşum döneminde Dünya'nın büyük olasılıkla az çok homojen olduğu sonucuna varıyor. Tüm maddesi tüm hacim boyunca yaklaşık olarak eşit olarak dağıtıldı.
Ancak zamanla demir gibi daha ağır elementler, tabiri caizse mantoya "batmaya", gezegenin merkezine doğru giderek daha derine inmeye başladı. Eğer durum böyleyse, genç ve yaşlı kayaları karşılaştırdığımızda, genç kayalarda, Dünya'nın özünde yaygın olarak bulunan demir gibi ağır elementlerin daha düşük oranda bulunması beklenebilir.
Antik lavların incelenmesi bu varsayımı doğruladı. Ancak Dünya'nın çekirdeği tamamen demir olamaz. Bunun için çok hafif.
Demir'in merkeze giderken yol arkadaşı neydi? Bilim adamı birçok unsuru denedi. Ancak bazılarının eriyik içinde iyi çözünmediği, diğerlerinin ise uyumsuz olduğu ortaya çıktı. Ve sonra Sorokhtin'in aklına bir fikir geldi: En yaygın element olan oksijen, demirin arkadaşı değil miydi?
Doğru, hesaplamalar demir ve oksijen bileşiğinin - demir oksidin - çekirdek için çok hafif göründüğünü gösterdi. Ancak derinliklerdeki sıkıştırma ve ısıtma koşulları altında demir oksidin de faz değişimlerine uğraması gerekir. Dünyanın merkezine yakın koşullar altında yalnızca iki demir atomu bir oksijen atomunu tutabilir. Bu, ortaya çıkan oksidin yoğunluğunun artacağı anlamına gelir...
Ve yine hesaplamalar, hesaplamalar. Ancak elde edilen sonuç, dünya çekirdeğinin faz değişimlerine uğramış demir oksitten oluşan yoğunluğunun ve kütlesinin, modern çekirdek modelinin gerektirdiği değeri tam olarak verdiğini gösterdiğinde ne büyük bir tatmin oldu!
İşte burada - gezegenimizin tüm arama tarihi boyunca modern ve belki de en makul modeli. Oleg Georgievich Sorokhtin kitabında "Dünyanın dış çekirdeği tek değerli demir fazı Fe2O'nun oksitinden oluşuyor ve iç çekirdek metalik demirden veya demir ve nikel alaşımından oluşuyor" diye yazıyor. "İç ve dış çekirdekler arasındaki geçiş katmanı F'nin demir sülfürden (troillit FeS) oluştuğu düşünülebilir."
Pek çok önde gelen jeolog ve jeofizikçi, oşinolog ve sismolog - kelimenin tam anlamıyla gezegeni inceleyen tüm bilim dallarının temsilcileri - çekirdeğin Dünya'nın birincil maddesinden salınmasına ilişkin modern hipotezin oluşturulmasında yer alıyor. Bilim adamlarına göre, Dünya'nın tektonik gelişim süreçleri derinliklerde oldukça uzun bir süre devam edecek, en azından gezegenimizin önünde birkaç milyar yıl daha var. Ancak bu ölçülemez sürenin sonunda Dünya soğuyacak ve ölü bir kozmik bedene dönüşecektir. Peki bu sefer ne olacak?..
İnsanlık kaç yaşında? Bir milyon, iki, yani iki buçuk. Ve bu dönemde insanlar sadece dört ayak üstünden kalkıp ateşi evcilleştirmekle ve bir atomdan nasıl enerji çıkarılacağını anlamakla kalmadı, insanları uzaya, otomatları güneş sisteminin diğer gezegenlerine gönderdiler ve teknik ihtiyaçlar için yakın uzayda ustalaştılar.
Kendi gezegenimizin derin bağırsaklarının keşfedilmesi ve ardından kullanılması, halihazırda bilimsel ilerlemenin kapısını çalan bir programdır.
Dünya, Güneş Sisteminin diğer cisimleriyle birlikte, onu oluşturan parçacıkların birikmesiyle soğuk bir gaz ve toz bulutundan oluşmuştur. Gezegenin ortaya çıkışından sonra, bilimde genellikle jeolojik öncesi olarak adlandırılan gelişiminin tamamen yeni bir aşaması başladı.
Dönemin adı, geçmiş süreçlerin (mağmatik veya volkanik kayalar) en eski kanıtlarının 4 milyar yıldan daha eski olmamasından kaynaklanmaktadır. Bugün bunları yalnızca bilim adamları inceleyebilir.
Dünyanın gelişiminin jeolojik öncesi aşaması hala birçok gizemle doludur. 0,9 milyar yıllık bir dönemi kapsıyor ve gazların ve su buharının salınmasıyla gezegende yaygın volkanizma ile karakterize ediliyor. Bu sırada Dünya'nın ana kabuklarına (çekirdek, manto, kabuk ve atmosfer) ayrılma süreci başladı. Bu sürecin gezegenimize yoğun göktaşı bombardımanı ve bireysel parçalarının erimesiyle tetiklendiği varsayılmaktadır.
Dünya tarihindeki en önemli olaylardan biri, iç çekirdeğinin oluşmasıydı. Bu muhtemelen gezegenin gelişiminin jeolojik öncesi aşamasında, tüm maddenin iki ana jeosfere (çekirdek ve manto) bölündüğü sırada meydana geldi.
Ne yazık ki, dünya çekirdeğinin oluşumuna ilişkin ciddi bilimsel bilgi ve kanıtlarla doğrulanacak güvenilir bir teori henüz mevcut değildir. Dünyanın çekirdeği nasıl oluştu? Bilim adamları bu soruyu cevaplamak için iki ana hipotez öne sürüyorlar.
İlk versiyona göre, Dünya'nın ortaya çıkışından hemen sonraki madde homojendi.
Tamamen bugün meteorlarda gözlenebilen mikropartiküllerden oluşuyordu. Ancak belirli bir süre sonra bu birincil homojen kütle, içine tüm demirin aktığı ağır bir çekirdeğe ve daha hafif bir silikat örtüye bölündü. Yani erimiş demir damlaları ve ona eşlik eden ağır kimyasal bileşikler gezegenimizin merkezine yerleşerek orada bir çekirdek oluşturdu ve bu çekirdek günümüze kadar büyük ölçüde erimiş halde kaldı. Ağır elementler Dünya'nın merkezine doğru yönelirken, hafif cüruflar ise tam tersine yukarı doğru, gezegenin dış katmanlarına doğru süzülüyordu. Bugün bu hafif elementler üst mantoyu ve kabuğu oluşturuyor.
Maddenin bu şekilde farklılaşması neden meydana geldi? Oluşum sürecinin tamamlanmasından hemen sonra, Dünya'nın, öncelikle parçacıkların yerçekimi birikimi sırasında açığa çıkan enerjinin yanı sıra bireysel kimyasalların radyoaktif bozunma enerjisi nedeniyle yoğun bir şekilde ısınmaya başladığına inanılıyor. unsurlar.
Gezegenin ilave ısınması ve önemli özgül ağırlığı nedeniyle yavaş yavaş Dünya'nın merkezine batan demir-nikel alaşımının oluşumu, iddia edilen göktaşı bombardımanıyla kolaylaştırıldı.
Ancak bu hipotez bazı zorluklarla karşı karşıyadır. Örneğin, demir-nikel alaşımının sıvı halde bile nasıl bin kilometreden fazla alçaldığı ve gezegenin çekirdeğine ulaştığı tam olarak belli değil.
İkinci hipoteze göre, Dünya'nın çekirdeği, gezegenin yüzeyine çarpan demir göktaşlarından oluşmuş ve daha sonra silikat taş göktaşı kabuğuyla büyümüş ve mantoyu oluşturmuştur.
Bu hipotezde ciddi bir kusur var. Bu durumda demir ve taş göktaşlarının uzayda ayrı ayrı bulunması gerekir. Modern araştırmalar, demir göktaşlarının ancak ciddi bir basınç altında parçalanan bir gezegenin derinliklerinde, yani Güneş Sistemimiz ve tüm gezegenlerin oluşumundan sonra ortaya çıkabileceğini göstermektedir.
İlk versiyon daha mantıklı görünüyor çünkü Dünya'nın çekirdeği ile manto arasında dinamik bir sınır sağlıyor. Bu, maddenin aralarındaki bölünme sürecinin gezegende çok uzun süre devam edebileceği ve dolayısıyla Dünya'nın daha sonraki evrimi üzerinde büyük bir etkiye sahip olabileceği anlamına gelir.
Yani gezegenin çekirdeğinin oluşumuna ilişkin ilk hipotezi temel alırsak, maddenin farklılaşma süreci yaklaşık 1,6 milyar yıl sürmüştür. Yerçekimi farklılaşması ve radyoaktif bozunma nedeniyle maddenin ayrılması sağlandı.
Ağır elementler yalnızca maddenin o kadar viskoz olduğu ve demirin artık batamayacağı bir derinliğe kadar battı. Bu işlem sonucunda çok yoğun ve ağır halka şeklinde bir erimiş demir ve oksit tabakası oluştu. Gezegenimizin ilksel çekirdeğinin daha hafif malzemesinin üzerinde bulunuyordu. Daha sonra hafif bir silikat maddesi Dünya'nın merkezinden sıkılarak çıkarıldı. Dahası, gezegenin asimetrisinin başlangıcını işaret eden ekvatorda yer değiştirmişti. 
Dünyanın demir çekirdeğinin oluşumu sırasında gezegenin hacminde önemli bir azalma meydana geldiği ve bunun sonucunda yüzeyinin artık azaldığı varsayılmaktadır. Yüzeye "yüzen" hafif elementler ve bunların bileşikleri, tüm karasal gezegenler gibi volkanik bazaltlardan oluşan ve üzerinde kalın bir tortu tabakası bulunan ince bir birincil kabuk oluşturdu.
Ancak dünyanın çekirdeğinin ve mantosunun oluşumuyla ilgili geçmiş süreçlere dair canlı jeolojik kanıtlar bulmak mümkün değil. Daha önce de belirtildiği gibi, Dünya gezegenindeki en eski kayalar yaklaşık 4 milyar yaşındadır. Büyük olasılıkla, gezegenin evriminin başlangıcında, yüksek sıcaklık ve basınçların etkisi altında, birincil bazaltlar metamorfoza uğradı, eridi ve bildiğimiz granit-gnays kayalarına dönüştü.
Muhtemelen Dünya'nın gelişiminin ilk aşamalarında oluşan gezegenimizin çekirdeği nedir? Dış ve iç kabuklardan oluşur. Bilimsel varsayımlara göre 2900-5100 km derinlikte fiziksel özellikleri bakımından sıvıya yakın bir dış çekirdek bulunmaktadır.
Dış çekirdek, elektriği iyi ileten erimiş demir ve nikel akışıdır. Bilim adamları dünyanın manyetik alanının kökenini bu çekirdekle ilişkilendiriyor. Dünyanın merkezine kalan 1.270 km'lik boşluk ise %80'i demir, %20'si silikon dioksitten oluşan iç çekirdek tarafından işgal ediliyor.
İç çekirdek sert ve sıcaktır. Eğer dış kısım doğrudan mantoya bağlıysa, o zaman Dünya'nın iç çekirdeği kendi başına var olur. Yüksek sıcaklıklara rağmen sertliği, gezegenin merkezindeki 3 milyon atmosfere ulaşabilen devasa basınçla sağlanıyor. 
Sonuç olarak birçok kimyasal element metalik bir duruma dönüşür. Bu nedenle Dünya'nın iç çekirdeğinin metalik hidrojenden oluştuğu bile öne sürüldü.
Yoğun iç çekirdeğin gezegenimizin yaşamı üzerinde ciddi bir etkisi vardır. Gezegensel yerçekimi alanı, hafif gaz kabuklarının, Dünya'nın hidrosfer ve jeosfer katmanlarının dağılmasını önleyen, içinde yoğunlaşmıştır.
Muhtemelen böyle bir alan, o zamanki kimyasal bileşimi ve yapısı ne olursa olsun, gezegenin oluştuğu andan itibaren çekirdeğin karakteristik özelliğiydi. Oluşan parçacıkların merkeze doğru büzülmesine katkı sağladı.
Bununla birlikte, çekirdeğin kökeni ve Dünya'nın iç yapısının incelenmesi, gezegenimizin jeolojik tarihiyle yakından ilgilenen bilim adamları için en acil sorundur. Bu soruna nihai bir çözüm bulmak için hâlâ gidilecek uzun bir yol var. Çeşitli çelişkilerden kaçınmak için modern bilim, çekirdek oluşum sürecinin Dünya'nın oluşumuyla eşzamanlı olarak gerçekleşmeye başladığı hipotezini kabul etti.
Oluşum derinliği - 2900 km. Kürenin ortalama yarıçapı 3500 km'dir. Yaklaşık 1300 km yarıçaplı katı bir iç çekirdeğe ve aralarında bazen bir geçiş bölgesinin ayırt edildiği yaklaşık 2200 km kalınlığa sahip bir sıvı dış çekirdeğe bölünmüştür. Dünyanın katı çekirdeğinin yüzeyindeki sıcaklığın 6230±500'e (5960±500 °C) ulaştığı, çekirdeğin merkezindeki yoğunluğun yaklaşık 12,5 t/m³ olabileceği ve basıncın 3,7 milyon atm'ye (375 GPa) kadar olabileceği tahmin ediliyor. . Çekirdek kütlesi - 1.932⋅10 24 kg.
Çekirdek hakkında çok az şey biliniyor; tüm bilgiler dolaylı jeofizik veya jeokimyasal yöntemlerle elde edildi. Çekirdek malzemenin örnekleri henüz mevcut değil.
Çalışmanın tarihi
Varlığı 1897 yılında Alman sismolog E. Wichert tarafından kanıtlanmış olup, oluşum derinliği (2900 km) 1910 yılında Amerikalı jeofizikçi B. Gutenberg tarafından belirlenmiştir. Ek olarak, V.N. Lodochnikov ve U. Ramsay, alt manto ve çekirdeğin aynı kimyasal bileşime sahip olduğunu öne sürdüler - 1.36 Mbar'daki çekirdek-manto sınırında, manto silikatları sıvı metal fazına (metalize silikat çekirdek) dönüşür. Çekirdek bileşimiÇekirdeğin bileşimi hakkında yalnızca çeşitli yollarla elde edilen dolaylı veriler vardır. Görünüşe göre, mevcut materyaller arasında dünyanın çekirdeğine en yakın bileşim, asteroitlerin ve protogezegenlerin çekirdeklerinin parçaları olan demir meteoritlerdir. Ancak demir meteorlar çok daha küçük cisimler halinde ve dolayısıyla farklı fizikokimyasal koşullar altında oluştukları için dünyanın çekirdeğinin maddesi hakkında kesin bir fikir veremezler. Öte yandan sismik çalışmalar çekirdeğin tam boyutunu veriyor ve gravimetrik verilerden yoğunluğu biliniyor ve bu da bileşimine ek kısıtlamalar getiriyor. Çekirdeğin yoğunluğu demir-nikel alaşımlarının yoğunluğundan yaklaşık %5-10 daha az olduğundan, Dünya'nın çekirdeğinin demir meteorlardan daha fazla hafif element içerdiği varsayılmaktadır. Olası adaylar şunları içerir: kükürt, oksijen, silikon, karbon, fosfor, hidrojen. Son olarak, çekirdeğin bileşimi jeokimyasal ve kozmokimyasal değerlendirmelere dayanarak tahmin edilebilir. Eğer bir şekilde Dünyanın birincil bileşimini hesaplarsak ve diğer jeosferlerde elementlerin ne oranda bulunduğunu hesaplarsak, o zaman çekirdeğin bileşimine ilişkin tahminler yapabiliriz. Elementlerin erimiş demir ve silikat fazlar arasındaki dağılımına ilişkin yüksek sıcaklık ve yüksek basınç deneyleri bu tür hesaplamalarda büyük yardım sağlar.
Nisan 2015'te Oxford Üniversitesi'nden bilim adamları, Dünya'nın çekirdeğindeki uranyum içeriğinin önceden düşünülenden milyarda birkaç parça daha yüksek olduğunu öne süren bir teori önerdiler. Böyle bir açıklama, medyada Dünya yakınında bir uranyum çekirdeğinin keşfedildiği iddiasıyla ilgili yüksek profilli raporların yayılmasına yol açtı. Dünyanın manyetik alanıAyrıca bakınızNotlar
|
Dünyanın çekirdeğinin yapısı hakkında sayısız fikir dile getirildi. Rus jeolog ve akademisyen Dmitry Ivanovich Sokolov, Dünya'nın içindeki maddelerin izabe fırınındaki cüruf ve metal gibi dağıldığını söyledi.
Bu mecazi karşılaştırma birden fazla kez doğrulandı. Bilim adamları, parçalanmış bir gezegenin çekirdeğinin parçaları olduğunu düşünerek uzaydan gelen demir göktaşlarını dikkatle incelediler.
Bu, Dünya'nın çekirdeğinin aynı zamanda erimiş haldeki ağır demirden oluşması gerektiği anlamına gelir.
1922'de Norveçli jeokimyacı Victor Moritz Goldschmidt, tüm gezegenin sıvı halde olduğu bir zamanda Dünya'nın maddesinin genel bir tabakalaşması fikrini ortaya attı. Bunu çelik fabrikalarında incelenen metalurjik prosese benzeterek elde etti. "Sıvı erime aşamasında" dedi, "Dünyanın maddesi birbiriyle karışmayan üç sıvıya bölündü: silikat, sülfit ve metalik.
Daha fazla soğumayla birlikte bu sıvılar Dünya'nın ana kabuklarını (kabuk, manto ve demir çekirdek) oluşturdu!
Ancak zamanımıza yaklaştıkça, gezegenimizin "sıcak" kökeni fikri, "soğuk" bir yaratıma göre giderek daha aşağı kalıyordu. Ve 1939'da Lodochnikov, Dünya'nın iç kısmının oluşumunun farklı bir resmini önerdi. Bu zamana kadar maddenin faz geçişleri fikri zaten biliniyordu. Lodochnikov, maddedeki faz değişikliklerinin derinlik arttıkça yoğunlaştığını ve bunun sonucunda maddenin kabuklara bölündüğünü öne sürdü. Bu durumda çekirdeğin mutlaka demir olması gerekmez. “Metalik” durumda olan aşırı konsolide silikat kayalarından oluşabilir.
Bu fikir 1948'de Finlandiyalı bilim adamı V. Ramsey tarafından ele geçirildi ve geliştirildi. Her ne kadar Dünya'nın çekirdeği mantodan farklı bir fiziksel duruma sahip olsa da, onun demirden oluştuğunu düşünmek için hiçbir neden olmadığı ortaya çıktı. Sonuçta aşırı konsolide olivin metal kadar ağır olabilir...
Çekirdeğin bileşimi hakkında birbirini dışlayan iki hipotez bu şekilde ortaya çıktı.
Bunlardan biri, E. Wichert'in, Dünya'nın çekirdeği için bir malzeme olarak küçük hafif elementler içeren bir demir-nikel alaşımı hakkındaki fikirlerine dayanarak geliştirildi.
Ve ikincisi - V.N. Lodochnikov tarafından önerilen ve V. Ramsey tarafından geliştirilen, çekirdeğin bileşiminin mantonun bileşiminden farklı olmadığını, ancak içindeki maddenin özellikle yoğun bir metalize durumda olduğunu belirtir.
Terazinin hangi yöne eğilmesi gerektiğine karar vermek için birçok ülkeden bilim adamları laboratuvarlarda deneyler yaptılar ve hesaplamalarının sonuçlarını sismik çalışmalar ve laboratuvar deneylerinin gösterdiğiyle karşılaştırarak saydılar ve saydılar.
Dünyanın modeli. XX yüzyıl
60'lı yıllarda uzmanlar nihayet şu sonuca vardı: Çekirdekte hakim olan basınç ve sıcaklıklarda silikatların metalleşmesi hipotezi doğrulanmadı! Üstelik yapılan araştırmalar, gezegenimizin merkezinin toplam demir rezervinin en az yüzde seksenini içermesi gerektiğini ikna edici bir şekilde kanıtladı... Peki, sonuçta Dünya'nın çekirdeği demir mi? Demir, ama tam olarak değil. Gezegenin merkezinde sıkıştırılmış saf metal veya saf metal alaşımı Dünya için çok ağır olacaktır. Bu nedenle, dış çekirdeğin malzemesinin, yer kabuğunda en yaygın olan oksijen, alüminyum, silikon veya kükürt gibi daha hafif elementlere sahip demir bileşiklerinden oluştuğu varsayılmalıdır.
Peki özellikle hangileri? Bu bilinmiyor.
Ve böylece Sovyet bilim adamı Oleg Georgievich Sorokhtin yeni bir çalışma başlattı. İlginç "Dünyanın Küresel Evrimi" kitabında ortaya konulan akıl yürütme sürecini basitleştirilmiş bir biçimde takip etmeye çalışalım.
Sovyet bilim adamı, jeoloji biliminin en son başarılarına dayanarak, ilk oluşum döneminde Dünya'nın büyük olasılıkla az çok homojen olduğu sonucuna varıyor. Tüm maddeleri tüm hacim boyunca yaklaşık olarak eşit olarak dağıtılmıştır.
Ancak zamanla demir gibi daha ağır elementler, tabiri caizse mantoya "batmaya", gezegenin merkezine doğru giderek daha derine inmeye başladı. Eğer durum böyleyse, genç ve yaşlı kayaları karşılaştırdığımızda, genç kayalarda, Dünya'nın özünde yaygın olarak bulunan demir gibi ağır elementlerin daha düşük oranda bulunması beklenebilir.
Antik lavların incelenmesi bu varsayımı doğruladı. Ancak Dünya'nın çekirdeği tamamen demir olamaz. Bunun için çok hafif.
Demir'in merkeze giderken yol arkadaşı neydi?
Bilim adamı birçok unsuru denedi. Ancak bazılarının eriyik içinde iyi çözünmediği, diğerlerinin ise uyumsuz olduğu ortaya çıktı.
Ve sonra Sorokhtin'in aklına bir fikir geldi: En yaygın element olan oksijen, demirin arkadaşı değil miydi?
Doğru, hesaplamalar demir ve oksijen bileşiğinin - demir oksidin - çekirdek için çok hafif göründüğünü gösterdi. Ancak derinliklerdeki sıkıştırma ve ısıtma koşulları altında demir oksidin de faz değişimlerine uğraması gerekir.
Dünyanın merkezine yakın koşullar altında yalnızca iki demir atomu bir oksijen atomunu tutabilir. Bu, ortaya çıkan oksidin yoğunluğunun artacağı anlamına gelir...
Ve yine hesaplamalar, hesaplamalar.
Ancak elde edilen sonuç, dünya çekirdeğinin faz değişimlerine uğramış demir oksitten oluşan yoğunluğunun ve kütlesinin, modern çekirdek modelinin gerektirdiği değeri tam olarak verdiğini gösterdiğinde ne büyük bir tatmin oldu!
İşte burada - gezegenimizin tüm arama tarihi boyunca modern ve belki de en makul modeli. Oleg Georgievich Sorokhtin kitabında "Dünyanın dış çekirdeği demir oksit Fe2O'dan oluşuyor, iç çekirdek metalik demirden veya demir ve nikel alaşımından oluşuyor" diye yazıyor. "İç ve dış çekirdekler arasındaki geçiş katmanı F'nin demir sülfürden (troillit FeS) oluştuğu düşünülebilir."
Pek çok önde gelen jeolog ve jeofizikçi, oşinolog ve sismolog - kelimenin tam anlamıyla gezegeni inceleyen tüm bilim dallarının temsilcileri - çekirdeğin Dünya'nın birincil maddesinden salınmasına ilişkin modern hipotezin oluşturulmasında yer alıyor. Bilim adamlarına göre, Dünya'nın tektonik gelişim süreçleri derinliklerde oldukça uzun bir süre devam edecek, en azından gezegenimizin önünde birkaç milyar yıl daha var. Ancak bu ölçülemez sürenin sonunda Dünya soğuyacak ve ölü bir kozmik bedene dönüşecektir. Peki bu sefer ne olacak?..
İnsanlık kaç yaşında? Bir milyon, iki, yani iki buçuk.
Ve bu dönemde insanlar sadece dört ayak üzerinde ayağa kalkıp ateşi evcilleştirmekle ve bir atomdan nasıl enerji çıkarılacağını anlamakla kalmadı, aynı zamanda güneş sisteminin diğer gezegenlerine makineli tüfekler gönderdiler ve teknik ihtiyaçlar için yakın uzayda ustalaştılar.
Kendi gezegenimizin derin bağırsaklarının keşfedilmesi ve ardından kullanılması, halihazırda bilimsel ilerlemenin kapısını çalan bir programdır. Ve siz, günümüzün okul çocukları, bunu uygulamalısınız.