1 hour ago
1
4,5 млрд лет назад Земля была раскаленным шаром из скалистой породы. Но постепенно тяжелые элементы, такие как железо и никель, провалились ближе к центру, сформировав ядро планеты. Оно невероятно горячее и состоит из двух слоев — жидкого и твердого. Но какова его точная температура? Портал livescience.com разобрался в вопросе.
С помощью сочетания ряда техник, ученые смогли примерно предположить, что температура ядра Земли похожа на температуру на поверхности Солнца — то есть, где-то между 5 000 и 5 500 градусами Цельсия. По крайней мере, такой должна быть температура на границе между внутренним и внешним ядром планеты, которое считается самой горячей частью.
Однако эту цифру не замеряли прямо. К ней пришли через эксперименты и теории, касающиеся состава ядра Земли. Центр нашей планеты примерно на 85% состоит из сплава железа, никеля и других, более легких элементов; во внешнем ядре материал пребывает в жидком состоянии, а во внутреннем — в твердом. Ученые дедуктивно выяснили эти свойства, измерив свойства железных сплавов в высоком давлении, изучив состав метеоритов и разобравшись в том, как сейсмические волны меняются по мере движения внутри планеты.
Поскольку внешнее ядро Земли состоит по большей части из жидкого железа, температуры в этом регионе должны быть выше точки плавления металла. На поверхности, если говорить о чистом железе, она составляет 1 538 градусов Цельсия. Но это число не учитывает сильнейшее давление глубоко под землей. Чем оно выше, тем выше становится температура плавления железа и большинства других субстанций; это объясняет, почему внутреннее ядро очень горячее, но сохраняет твердую форму благодаря высокому давлению.
Для того, чтобы определить температуру плавления железа при астрономически высоком давлении, ученые провели ряд экспериментов. Некоторые исследования сжимали фрагмент железа между двумя заостренными алмазами, пока лазер нагревал металл. Другие — ударяли железо снарядами на высокой скорости или использовали специальное излучение, чтобы симулировать давление. Итоги этих опытов затем экстраполировали на характеристики границы между ядрами планеты.
А температуры, в свою очередь, свидетельствуют об уникальной истории нашей планеты. В момент формирования Земли в ядро затянуло множество различных материалов, и гравитационный потенциал был конвертирован в тепло. Помимо этого, ученые считают, что в процессе формирования Земли с ней столкнулся некий крупный объект, размером с Марс, и это столкновение оказало большое тепловое воздействие на ядро. Часть специалистов также считает, что радиоактивные материалы, вроде урана и тория, могут влиять на внутреннюю температуру планеты — но никто пока не может с точностью сказать, присутствуют ли эти элементы так глубоко под землей.
Наконец, горячее ядро также позволяет Земле поддерживать жизнь. В отличие от большинства других планет, она сохранила значительную часть своего первородного жара. Именно благодаря этому возможна тектоническая активность, которая регулярно поднимает из нижних слоев планеты питательные вещества и создает множество сред обитания для жизни. Не говоря уже о том, что жидкая часть железного ядра Земли генерирует магнитное поле, защищающее планету и жизнь на ней от опасных солнечных ветров.
