Jedan od prvih koji je sugerirao da postoji područje povećane gustine u centru Zemlje bio je Henry Cavendish. Uspeo je da izračuna masu i prosečnu gustinu planete i ustanovi da je ona znatno veća od gustine stena.
Zemljino jezgro je centralni, najdublji dio Zemlje, koji se nalazi ispod plašta planete.
Leži na dubini od 2900 km. Prosječni polumjer sfere je 3,5 hiljada km. Temperatura na površini Zemljinog čvrstog jezgra dostiže 6230±500 K (5960±500°C), u centru je gustina oko 12,5 t/m³, pritisak je do 361 GPa (3,7 miliona atm). Masa jezgra - 1.932·1024 kg. Supstanca koja čini Zemljino jezgro zagrijava se pritiskom (gravitacijom).
Jedan od prvih koji je sugerirao da postoji područje povećane gustine u centru Zemlje bio je Henry Cavendish. Uspio je izračunati masu i prosječnu gustinu planete i ustanoviti da je ona znatno veća od gustine stijena koje dopiru do površine zemlje.
Postoji vrlo malo informacija o Zemljinom jezgru, čak i ono što je dostupno dobijeno je indirektnim geofizičkim ili geohemijskim metodama. Još nije moguće uzeti uzorke materijala jezgre. Njegov sastav nije direktno poznat. Pretpostavlja se da se sastoji od legure gvožđa i nikla sa primesom drugih siderofilnih elemenata.
Čini se da naučnici imaju novo objašnjenje zašto jezgro Zemlje ostaje čvrsto iako je njegova temperatura viša od površine Sunca. Ispostavilo se da je to možda zbog atomske arhitekture kristalizirane željezne "kuglice" koja se nalazi u centru naše planete.
Istraživači sugeriraju da Zemljino jezgro može imati nikada prije viđeno atomsko stanje koje mu omogućava da izdrži nevjerovatne temperature i pritiske koji se očekuju u centru naše planete. Ako su naučnici u pravu po ovom pitanju, onda bi to moglo pomoći u rješavanju još jedne misterije koja nas proganja decenijama.
Tim istraživača sa švedskog Kraljevskog instituta za tehnologiju u Stockholmu koristio je Triolith - jedan od najmoćnijih superkompjutera u zemlji - da simulira atomski proces koji bi se mogao dogoditi na nekih 6.400 kilometara ispod površine Zemlje. Kao što je slučaj sa bilo kojim drugim metalom, atomske strukture gvožđa su sposobne da se menjaju pod uticajem promena temperature i pritiska. Na sobnoj temperaturi i pri normalnom pritisku, gvožđe je u takozvanoj kubičnoj (bcc) fazi kristalne rešetke. Pod visokim pritiskom, rešetka se pretvara u heksagonalnu zbijenu fazu. Ovi pojmovi opisuju raspored atoma unutar kristalne rešetke metala, koji su, zauzvrat, odgovorni za njegovu čvrstoću i druga svojstva, poput toga da li će metal ostati u čvrstom stanju ili ne.
Ranije se vjerovalo da se čvrsto, kristalizirano stanje željeza u Zemljinom jezgru objašnjava činjenicom da se nalazi u heksagonalnoj zbijenoj fazi kristalne rešetke, budući da su uslovi za bcc ovdje previše nestabilni. Međutim, nova istraživanja mogu ukazivati na to da okruženje u središtu naše planete zapravo očvršćava i zgušnjava bcc stanje, umjesto da ga uništava.
„U uslovima Zemljinog jezgra, bcc gvozdena rešetka pokazuje dosad neviđen obrazac atomske difuzije. BCC faza ide uz moto „ono što me ne ubije, čini me jačim“. Nestabilnost može prekinuti bcc fazu na niskim temperaturama, ali visoke temperature, naprotiv, povećavaju stabilnost ove faze“, kaže glavni istraživač Anatolij Belonoško.
Kao analogiju za povećanu aktivnost atoma u gvožđu u centru Zemlje, Belonoško navodi špil karata za mešanje, gde se atomi (predstavljeni kartama) mogu stalno i vrlo brzo mešati jedni s drugima pod uticajem povišene temperature i pritiska. , ali špil ostaje jedinstvena cjelina. I ove brojke su veoma impresivne: 3,5 miliona puta veće od pritiska koji doživljavamo na površini, a oko 6000 stepeni Celzijusa viša temperatura.
Podaci sa superkompjutera Triolith također pokazuju da je do 96 posto (više od prethodnih proračuna) mase unutrašnjeg jezgra Zemlje vjerovatno željezo. Ostatak dolazi od nikla i drugih lakih elemenata.
Još jedna misterija koju bi mogla riješiti nedavna istraživanja je zašto seizmički valovi putuju brže između polova, a ne preko ekvatora. Ovaj fenomen se često naziva anizotropija. Istraživači kažu da ponašanje bcc rešetke u gvožđu u ekstremnim uslovima koji se nalaze u centru Zemlje može biti dovoljno da proizvede efekte anizotropije velikih razmera, što zauzvrat stvara još jedan put za naučnike da istraže u budućnosti.
Važno je napomenuti da je ova pretpostavka izvedena na osnovu specifičnih kompjuterskih simulacija unutrašnjih dinamičkih procesa na Zemlji, a na osnovu drugih modela, rezultati proračuna se mogu razlikovati. Dok ne shvatimo kako spustiti odgovarajuće naučne instrumente na toliku dubinu, nećemo moći sa stopostotnom sigurnošću govoriti o ispravnosti proračuna. A s obzirom na temperaturu i pritisak koji tamo mogu postojati, dobijanje direktnih dokaza o aktivnosti jezgra planete može biti potpuno nemoguće za nas.
Pa ipak, uprkos izazovima, važno je nastaviti ovakva istraživanja, jer kada budemo mogli saznati više o tome šta se zaista događa unutar naše planete, imat ćemo veće šanse da znamo šta slijedi.
Zašto se Zemljino jezgro nije ohladilo i ostalo zagrijano na temperaturu od približno 6000°C 4,5 milijardi godina? Pitanje je izuzetno složeno, na koje, osim toga, nauka ne može dati 100% tačan i razumljiv odgovor. Međutim, za to postoje objektivni razlozi.
Pretjerana tajnovitost
Prevelika, da tako kažemo, misterija Zemljinog jezgra povezana je sa dva faktora. Prvo, niko sa sigurnošću ne zna kako, kada i pod kojim okolnostima je nastala - to se dogodilo tokom formiranja proto-zemlje ili već u ranim fazama postojanja formirane planete - sve je to velika misterija. Drugo, apsolutno je nemoguće dobiti uzorke iz Zemljinog jezgra - niko sa sigurnošću ne zna od čega se sastoji. Štaviše, svi podaci koje znamo o kernelu prikupljaju se pomoću indirektnih metoda i modela.
Zašto Zemljino jezgro ostaje vruće?
Da biste pokušali razumjeti zašto se Zemljino jezgro ne hladi tako dugo, prvo morate razumjeti šta je uzrokovalo njegovo zagrijavanje. Unutrašnjost naše planete, kao i bilo koje druge planete, je heterogena; predstavljaju relativno jasno razgraničene slojeve različitih gustoća. Ali to nije uvijek bio slučaj: teški elementi su polako tonuli, formirajući unutrašnje i vanjsko jezgro, dok su laki elementi bili potisnuti na vrh, formirajući plašt i zemljinu koru. Ovaj proces se odvija izuzetno sporo i praćen je oslobađanjem toplote. Međutim, to nije bio glavni razlog grijanja. Cela masa Zemlje pritišće ogromnom silom njeno središte, stvarajući fenomenalni pritisak od približno 360 GPa (3,7 miliona atmosfera), usled čega dolazi do raspada dugovečnih radioaktivnih elemenata sadržanih u jezgru gvožđe-silicijum-nikl. je počelo da se dešava, što je bilo praćeno kolosalnim emisijama toplote.
Dodatni izvor grijanja je kinetička energija nastala kao rezultat trenja između različitih slojeva (svaki sloj rotira neovisno o drugom): unutarnje jezgro s vanjskim i vanjsko s plaštom.
Unutrašnjost planete (proporcije se ne poštuju). Trenje između tri unutrašnja sloja služi kao dodatni izvor grijanja.
Na osnovu navedenog, možemo zaključiti da su Zemlja, a posebno njena utroba, samodovoljna mašina koja se grije. Ali to se, naravno, ne može nastaviti zauvijek: rezerve radioaktivnih elemenata unutar jezgre polako nestaju i više neće biti ničega za održavanje temperature.
Postaje hladno!
U stvari, proces hlađenja je već počeo veoma davno, ali se odvija izuzetno sporo - na delić stepena po veku. Prema grubim procjenama, proći će najmanje milijardu godina prije nego što se jezgro potpuno ohladi i prestanu kemijske i druge reakcije u njemu.
Kratak odgovor: Zemlja, a posebno Zemljino jezgro, je samodovoljna mašina koja se grije. Cijela masa planete pritišće njeno središte, stvarajući fenomenalan pritisak i na taj način pokrećući proces raspadanja radioaktivnih elemenata, uslijed čega se oslobađa toplina.
Pokušat ću objasniti na primjeru bazena.
Prva greška je što se činjenice ne prikupljaju.
Oni su veoma heterogeni i sami se grupišu u sisteme na različitim udaljenostima od istorijski uspostavljenog centra znanja. To je najvažnije. Nauka ne skuplja činjenice u zdjelu, ona prilagođava lavor činjenicama. Razmišljate drugačije a radite suprotno, to je zabluda, jer izbacujete one činjenice koje će neminovno biti u suprotnosti sa vašim basenom, odnosno jednostavno ne vidite te činjenice, ignorišete ih.
Dalje, sve zavisi od stupnja spoznaje, pronalaze se mnogi baseni, oni koji pokrivaju većinu činjenica se prihvataju kao relativno istiniti i naknadno se koriste kao relativno znanje, koje u praksi postaje apsolutno znanje, a činjenice koje ne spadaju u fokus na praksi deklarisano kao greška, na primjer 49%, 30% itd. na 0% (ovo je odraz napretka bazena, što je nemoguće sa razmišljanjem koje imate). A vidiš samo ovo, jer te tako uče u školi, da je to znanje konstantno, to je jednostavno karakteristika nastavnog metoda, ti se, grubo rečeno, stalno varaš, govoreći da je to znanje apsolutno, a nauka uopšte kaže da je to znanje relativno, to je normalno, jer tako funkcioniše naš mozak, drugačije ne bi mogao da uči, nije nauka nesavršena, nego je naš mozak nesavršen. I tek u uskoj specijalizaciji mozak počinje da razmišlja apstraktnim naučnim konceptima, to su specijalisti, upravo o tome sam govorio gore.
Ali to je praksa, a naučna teorija o kojoj govorimo postepeno pronalazi sve više i više novih basena, pronalazi poslednji, koji sadrži SVE činjenice iz date grupe na određenoj udaljenosti, pre toga su baseni nazivani hipotezama, a ova megakoksa se zove teorija (ovo je stara klasifikacija, danas su sve hipoteze), i što je najvažnije predviđa SVE nove činjenice koje se pojavljuju u određenoj grupi, na određenoj udaljenosti.
Danas smo u fazi megabasina u većini oblasti znanja, a ono što vi navodite su stari baseni koji više nisu potrebni jer su neefikasni, odnosno ne odbacuju se činjenice, već baseni.
Sada dalje, čim smo shvatili jednu grupu činjenica, počeli smo da viđamo drugu grupu činjenica, koje se skupljaju na većoj udaljenosti od centra znanja i koje jednostavno ranije nismo mogli da izmerimo i vidimo i o njima smo gradili hipoteze na osnovu činjenice koje su ležale u osnovi granica, odnosno postojala je masa basena bez prakse, koji su bili manje-više pokriveni skupom indirektnih činjenica koje su proizašle iz činjenica koje su graničile sa posmatranjem. Dok se nije pojavio bazen koji bi ih sve objasnio, sve indirektne činjenice koje ne možemo vidjeti, ali možemo vidjeti njihov odnos kako sa nama poznatim činjenicama, tako i međusobno. Ovaj basen može u potpunosti biti u suprotnosti s prethodnim megabasinom, jer su zbog udaljenosti zakoni po kojima se grupišu grupe činjenica uvijek različiti, ponekad suprotni.
To su, na primjer, teorije Newtona (megacoxa) i Einsteina (nova indirektna megacoxa), one su suprotne i istovremeno objektivne. Postepeno, zbog napretka u često paralelnom pravcu znanja, već počinjemo da uviđamo direktne činjenice, a ne indirektne činjenice, odnosno raste granica uočenog i ako ste svesni, onda je SVE u opštoj relativnosti eksperimentalno potvrđeno danas, čim se pojavi alat koji to može potvrditi, odnosno uočenu a ne indirektnu činjenicu.
Ovaj ciklus je beskonačan, to je ključ efikasnosti naučne metode spoznaje, ako ne vidimo činjenicu i ne možemo da je pronađemo indirektno, onda ni ne gledamo u njenom pravcu i ne brinemo, jer u praksi nemoguće ga je koristiti. Ovo je drugačije od vjere, kada se takva činjenica izmisli. Odnosno, na pitanje postoji li Bog, nauka kaže ne znam u teoriji, ali u praksi kaže ne, ali ovo je relativno znanje, čim se pojavi činjenica u određenoj oblasti znanja, mi ćemo potpuno preispitati sve.
Drugi važan aspekt je prediktivni, ako se nova činjenica pojavi u grupi činjenica koje su već bile uključene u dobro proučenu grupu činjenica na određenoj udaljenosti, koja je već prekrila megakoksu, tada se teorija proglašava nevažećom i znanost se potpuno mijenja , stara megakoksa se izbacuje, ali ne postoji stari odbačeni obični bazen, koji je porazio megabazen, jer ne odgovara mnogim starijim činjenicama, a radi se novi bazen koji može biti SLIČAN starim bazenima i nespecijalisti počinju da viču da sama nauka ne zna šta hoće i da su sva naučna saznanja sranje a naučnici uvek lažu. Ovo je također greška zbog činjenice da razmišljamo analogijama, mislimo sličnostima, ovako su strukturirana neuronska kola.
Ali ne znamo da su te nove činjenice unutar poznate grupe činjenica dio nove grupe činjenica i, da tako kažem, vrh ledenog brega ili dio stare grupe.
Prvi slučaj je opšta teorija relativnosti, drugi slučaj je, na primer, teorija evolucije.
Zato u teoriji uvijek kažemo da ništa ne znamo, ne znamo da li su Njutn ili Darvin u pravu, ali u praksi kažemo da jesu, u pravu su i objektivni i to je upravo ono što se uči u školi , što učenika još više zbunjuje. Zato što su pronašli gomilu činjenica koje opovrgavaju i Newtona i Darwina, ali se pokazalo da su one iz druge grupe činjenica, uglavnom na granici između njih. To se zove razjašnjenje teorije, na primjer, Darwinova je sintetička teorija evolucije, teorija punktuirane ravnoteže i moderna teorija evolucije, u kojoj postoji nasljeđivanje stečenih karakteristika itd., što su sve prethodne poricale i demantovano s pravom, razmjeri su jednostavno bili drugačiji.
MOSKVA, 12. februara - RIA Novosti. Američki geolozi kažu da unutrašnje jezgro Zemlje nije moglo nastati prije 4,2 milijarde godina u obliku u kojem ga naučnici danas zamišljaju, jer je to nemoguće sa stanovišta fizike, navodi se u članku objavljenom u časopisu EPS Letters. .
"Ako se jezgro mlade Zemlje sastoji u potpunosti od čiste, homogene tečnosti, onda unutrašnja jezgra u principu ne bi trebalo da postoji, jer se ova materija ne bi mogla ohladiti na temperature na kojima je bilo moguće njeno formiranje. Shodno tome, u ovom slučaju jezgro može biti heterogena kompozicija i postavlja se pitanje kako je to postalo tako.To je paradoks koji smo otkrili", kaže James Van Orman sa Case Western Reserve univerziteta u Clevelandu (SAD).
U dalekoj prošlosti, Zemljino jezgro je bilo potpuno tečno i nije se sastojalo od dva ili tri, kako neki geolozi sada sugerišu, sloja - unutrašnjeg metalnog jezgra i okolnog rastapanja gvožđa i lakših elemenata.
U tom stanju, jezgro se brzo hladilo i gubilo energiju, što je dovelo do slabljenja magnetnog polja koje je stvaralo. Nakon nekog vremena, ovaj proces je dostigao određenu kritičnu tačku, a središnji dio jezgra se "zamrznuo", pretvarajući se u čvrstu metalnu jezgru, što je bilo praćeno naletom i povećanjem jačine magnetskog polja.
Vrijeme ove tranzicije izuzetno je važno za geologe, jer nam omogućava da grubo procijenimo kojom brzinom se danas hladi Zemljino jezgro i koliko će dugo trajati magnetni “štit” naše planete, štiteći nas od djelovanja kosmičkih zraka, i Zemljinu atmosferu od sunčevog vjetra.
Geolozi su otkrili šta okreće Zemljine magnetne poloveŠvicarski i danski geolozi vjeruju da magnetni polovi povremeno mijenjaju mjesta zbog neobičnih valova unutar tečnog jezgra planete, povremeno preuređujući njegovu magnetnu strukturu dok se kreće od ekvatora do polova.Sada, kako primjećuje Van Orman, većina naučnika vjeruje da se to dogodilo u prvim trenucima života Zemlje zbog fenomena, čiji se analog može naći u atmosferi planete ili u aparatima za gazirane napitke u restoranima brze hrane.
Fizičari su odavno otkrili da neke tečnosti, uključujući vodu, ostaju tečne na temperaturama znatno ispod tačke smrzavanja, ako unutra nema nečistoća, mikroskopskih kristala leda ili snažnih vibracija. Ako ga lako protresete ili u njega ispustite mrvicu prašine, tada se takva tekućina smrzava gotovo trenutno.
Nešto slično, prema geolozima, dogodilo se prije oko 4,2 milijarde godina unutar Zemljinog jezgra, kada se njegov dio iznenada kristalizirao. Van Orman i njegove kolege pokušali su da reproduciraju ovaj proces koristeći kompjuterske modele unutrašnjosti planete.
Ovi proračuni su neočekivano pokazali da unutrašnje jezgro Zemlje ne bi trebalo da postoji. Ispostavilo se da se proces kristalizacije njegovih stijena uvelike razlikuje od načina na koji se ponašaju voda i druge prehlađene tekućine - za to je potrebna ogromna temperaturna razlika, više od hiljadu kelvina, i impresivna veličina "trunke prašine", čija je prečnik bi trebao biti oko 20-45 kilometara.
Kao rezultat toga, najvjerovatnija su dva scenarija - ili je jezgro planete trebalo potpuno zamrznuti, ili je i dalje trebalo ostati potpuno tečno. Obje su netačne, jer Zemlja ima unutrašnje čvrsto i vanjsko tečno jezgro.
Drugim riječima, naučnici još uvijek nemaju odgovor na ovo pitanje. Van Orman i njegove kolege pozivaju sve geologe na Zemlji da razmisle o tome kako bi se prilično veliki „komad“ gvožđa mogao formirati u plaštu planete i „potonuti“ u njeno jezgro, ili da pronađu neki drugi mehanizam koji bi objasnio kako se ono podelilo na dva dela. dijelovi.
Učitavanje...