ядро земли фото в реальной жизни

Новейшее исследование: ядро Земли может оказаться вовсе не твердым

Ранее ученые утверждали, что центральная и наиболее глубокая часть планеты твердая и имеет шарообразную форму. Понять это им помогло наблюдение за сейсмической активностью по всей планете. Однако недавнее исследование опровергает все предыдущие теории.

Внутреннее ядро — самый глубокий слой Земли. Исследователи ранее доказали, что внутреннее ядро твердое и имеет шарообразную форму. Понять это им помогло наблюдение за сейсмической активностью по всей планете. Однако новейшее исследование опровергает все эти доказательства.

В этом исследовании говорится о наличии твердых, мягких и жидких структур в верхних 150 милях (240 км) внутреннего ядра.

«Сейсмология предоставляет единственный прямой способ исследования внутреннего ядра и его процессов», — заявил Ретт Батлер, геофизик из Гавайского университета и ведущий автор исследования.

Когда сейсмические волны проходят через различные слои Земли, их скорость меняется. Их отражение и преломление зависит от вида минералов, с которыми они сталкиваются, а также температуры и плотности слоев.

Твердые и жидкие сплавы железа

Чтобы определить особенности внутреннего ядра, геофизик Ретт Батлер и его коллега Сейджи Цубои, научный сотрудник Японского агентства морских геологических наук и технологий, использовали сейсмометры, расположенные прямо напротив эпицентров подземных толчков.

В исследовании были использованы пять пар приборов: в Тонге и Алжире, Индонезии и Бразилии, и три между Чили и Китаем. Результаты были загружены в японский суперкомпьютер Earth Simulator.

Основываясь на полученных данных, они предположили, что в верхних слоях внутреннего ядра есть смежные области твёрдых, мягких и жидких сплавов железа.

Новые ограничения

«Эти данные накладывают новые ограничения на состав, тепловую историю и эволюцию Земли», — заявил Батлер.

По словам исследователей, это открытие дает важную информацию о динамике на границе между внутренним и внешним ядром, которая оказывает влияние на магнитное поле Земли.

«Это позволит создать более точную модель геомагнитного поля, которое экранирует и защищает жизнь на нашей планете», — отметил автор исследования.

Источник

Откуда мы знаем, что находится в ядре Земли?

Люди заполнили Землю. Мы завоевывали земли, летали по воздуху, ныряли в глубины океана. Мы даже побывали на Луне. Но мы никогда не были в ядре планеты. Мы даже и близко к нему не подобрались. Центральная точка Земли находится в 6000 километрах внизу, и даже самая дальняя часть ядра находится в 3000 километрах под нашими ногами. Самая глубокая дыра, которую мы сделали на поверхности — это Кольская сверхглубокая скважина в России, да и то она уходит вглубь земли на жалкие 12,3 километра.

p02zjf7m

Все известные события на Земле происходят близко к поверхности. Лава, которая извергается из вулканов, сначала плавится на глубине нескольких сотен километров. Даже бриллианты, которым необходимо чрезвычайное тепло и давление для образования, рождаются в породах на глубине не более 500 километров.

Все, что ниже, окутано тайной. Кажется недостижимым. И все же мы знаем довольно много интересного о нашем ядре. У нас даже есть некоторое представление о том, как оно сформировалось миллиарды лет назад — и все без единого физического образца. Как же нам удалось узнать так много о ядре Земли?

Для начала нужно хорошо подумать о массе Земли, говорит Саймон Редферн из Кембриджского университета в Великобритании. Мы можем оценить массу Земли, наблюдая за эффектом гравитации планеты, который она оказывает на объекты на поверхности. Выяснилось, что масса Земли составляет 5,9 секстиллиона тонн: это 59 с двадцатью нулями.

Но на поверхности нет признаков такой массы.

eart

«Плотность материала на поверхности Земли намного ниже, чем средняя плотность всей Земли, что говорит нам о том, что есть что-то более плотное, — говорит Редферн. — Это первое».

По существу, большая часть земной массы должна быть расположена по направлению к центру планеты. Следующим шагом будет выяснить, из каких тяжелых материалов состоит ядро. И оно состоит почти полностью из железа. 80% ядра — это железо, однако точную цифру еще придется выяснить.

Главным доказательством этого является огромное количество железа во Вселенной вокруг нас. Это один из десяти самых распространенных элементов в нашей галактике, который также часто встречается в метеоритах. При всем этом на поверхности Земли намного меньше железа, чем можно было бы ожидать. Согласно теории, когда Земли образовалась 4,5 миллиарда лет назад, много железа утекло вниз к ядру.

Там сосредоточена большая часть массы, а значит, и железо должно там быть. Железо также относительно плотный элемент при нормальных условиях, а под сильным давлением в ядре Земли оно будет еще плотнее. Железное ядро могло бы объяснить всю недостающую массу.

Но погодите. Как железо вообще там оказалось? Железо должно было каким-то образом притянуться — в буквальном смысле — к центру Земли. Но сейчас этого не происходит.

Большая часть остальной Земли состоит из горных пород — силикатов — и расплавленное железо с трудом через них проходит. Подобно тому, как вода на жирной поверхности образует капли, железо собирается в небольших резервуарах, отказываясь растекаться и разливаться.

Возможное решение было обнаружено в 2013 году Венди Мао из Стэнфордского университета и ее коллегами. Они задались вопросом, что происходит, когда железо и силикат подвергаются сильному давлению глубоко в земле.

Плотно сжимая оба вещества при помощи алмазов, ученым удалось протолкнуть расплавленное железо через силикат. «Это давление существенно изменяет свойства взаимодействия железа с силикатами, — говорит Мао. — При высоком давлении образуется «сеть плавления».

iron

В этот момент вы можете спросить: откуда мы, собственно, знаем размер ядра? Почему ученые считают, что оно начинается в 3000 километрах? Ответ один: сейсмология.

Когда происходит землетрясение, оно посылает ударные волны по всей планете. Сейсмологи записывают эти колебания. Будто бы мы бьем по одной стороне планеты гигантским молотом и прислушиваемся к шуму на другой стороне.

«В 1960-х годах произошло землетрясение в Чили, которое дало нам огромное количество данных, — говорит Редферн. — Все сейсмические станции по всей Земле записывали толчки этого землетрясения».

В зависимости от маршрута этих колебаний, они проходят через разные участки Земли, и это влияет на то, какой «звук» они издают на другом конце.

В начале истории сейсмологии стало очевидно, что некоторые колебания пропали без вести. Эти «S-волны» ожидали увидеть на другом конце Земли после происхождения на одном, но не увидели. Причина этому простая. S-волны реверберируют через твердый материал и не могут проходить через жидкость.

Должно быть, они столкнулись с чем-то расплавленным в центре Земли. Составив карту путей S-волн, ученые пришли к выводу, что на глубине примерно 3000 километров породы становятся жидкими. Это также говорит о том, что все ядро расплавленное. Но у сейсмологов был и другой сюрприз в этой истории.

eqrt

Идея Леман была подтверждена в 1970 году, когда более чувствительные сейсмографы показали, что P-волны действительно проходят через ядро и, в некоторых случаях, отражаются от него под некоторыми углами. Неудивительно, что в конце концов они оказываются на другой стороне планеты.

Конкурирующие страны узнавали о ядерном потенциале друг друга и параллельно с этим мы узнавали все больше и больше о ядре Земли. Сейсмология до сих пор используется для обнаружения ядерных взрывов сегодня.

seismo

Вопросов от этого не становится меньше, особенно на тему внутреннего ядра. К примеру, насколько оно горячее? Выяснить это оказалось не так-то просто, и ученые долгое время ломали голову, говорит Лидунка Вокадло из Университетского колледжа Лондона в Великобритании. Мы не можем засунуть туда термометр, поэтому единственный возможный вариант — это создать нужное давление в лабораторных условиях.

iront

В 2013 году группа французских ученых произвели лучшую оценку на сегодняшний день. Они подвергли чистое железо давлению в половину того, что имеется в ядре, и отталкивались уже от этого. Температура плавления чистого железа в ядре составляет примерно 6230 градусов. Присутствие других материалов может немного снизить точку плавления, до 6000 градусов. Но это все равно горячее, чем на поверхности Солнца.

Будучи своего рода поджаренной картошкой в мундире, ядро Земли остается горячим, благодаря теплу, оставшемуся от образования планеты. Оно также извлекает тепло из трения, возникающего по мере движения плотных материалов, а также распада радиоактивных элементов. Остывает оно примерно на 100 градусов по Цельсию каждый миллиард лет.

Знать эту температуру полезно, поскольку она влияет на скорость прохождения колебаний через ядро. И это удобно, потому что в этих вибрациях есть что-то странное. P-волны проходят неожиданно медленно через внутреннее ядро — медленнее, чем если бы оно состояло из чистого железа.

«Скорости волн, которые сейсмологи измерили в землетрясениях, значительно ниже, чем показывает эксперимент или компьютерный расчет, — говорит Вокадло. — Никто пока не знает, почему так».

Очевидно, к железу примешивается другой материал. Возможно, никель. Но ученые посчитали, как сейсмические волны должны проходить через железо-никелевый сплав, и не смогли подогнать расчеты под наблюдения.

Вокадло и ее коллеги в настоящее время рассматривают возможность присутствия в ядре других элементов, например, серы и кремния. Пока никто не смог придумать теорию состава внутреннего ядра, которая удовлетворила бы всех. Проблема Золушки: туфелька никому не подходит. Вокадло пытается экспериментировать с материалами внутреннего ядра на компьютере. Она надеется найти комбинацию материалов, температур и давления, которые будут замедлять сейсмические волны на правильную величину.

pwaves

«Если этот эффект реален, мы могли бы примирить результаты минеральной физики с результатами сейсмологии, — говорит Вокадло. — Люди пока не могут этого сделать».

Существует еще много загадок, связаных с ядром Земли, которые еще предстоит решить. Но не имея возможности погрузиться на эти невообразимые глубины, ученые совершают подвиг, выясняя, что находится в тысячах километров под нами. Скрытые процессы недр Земли чрезвычайно важно изучать. У Земли есть мощное магнитное поле, которое генерируется благодаря частично расплавленному ядру. Постоянное движение расплавленного ядра порождает электрический ток внутри планеты, и он, в свою очередь, генерирует магнитное поле, которое уходит далеко в космос.

Это магнитное поле защищает нас от вредного солнечного излучения. Не будь ядро Земли таким, каким оно является, не было бы магнитного поля, а мы бы серьезно от этого страдали. Вряд ли кто-нибудь из нас сможет увидеть ядро своими глазами, но хорошо просто знать, что оно там есть.

Источник

Люди, живущие в ядре Земли: ученые подтверждают

%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA 3

Недавнее исследование Австралийского национального университета (АНУ) подтвердило. Что на Земле существует пятый слой «самого внутреннего ядра». Ученые заявляют, что это открытие говорит о том, что людям придется переписывать учебники. Исследование ядра Земли учеными также привело к ассоциациям с «людьми внутренней земли». Появляется все больше и больше доказательств того, что они не только существуют, но и их IQ намного выше, чем у людей.

ПОСЛЕДНИЕ ОТКРЫТИЯ ЦЕНТРА ЗЕМЛИ ИЗМЕНЯТ УЧЕБНИК

Структура Земли слоистая, состоящая из четырех слоев: коры; расплавленной мантии; жидкого внешнего ядра и твердого внутреннего ядра. Но последнее открытие ученых коренным образом изменило прежние представления людей о строении Земли. Отчет об исследовании, опубликованный в Journal of Geophysical Research, подтвердил существование пятого слоя — «самого внутреннего ядра» Земли.

Ведущий автор исследования доктор Джоан Стевенсон заявила, что несколько десятилетий назад ученые подозревали, что на Земле могут быть и другие структуры. Исследовательская группа обнаружила изменения в структуре железа в ядре Земли. С помощью алгоритма сопоставления данных сейсмических волн Международного сейсмического центра.

Люди, живущие в ядре Земли: ученые подтверждают, что существует подземный «пятый слой». фото: i.ytimg.com

Этот исследовательский отчет показывает, что примерно в 650 километрах от центра Земли есть ранее неизвестная граница. Расположенная в известном внутреннем ядре. Это свидетельство указывает на два независимых похолодания в истории Земли. Причина которых всегда оставалась загадкой. Стивенсон сказала, что изучение структуры внутреннего ядра Земли помогает понять историю формирования Земли. «Это открытие очень захватывающее и может означать, что нам придется переписать учебники». — Сказала Джоан Стевенсон.

НАСА ПРИНИМАЕТ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ РАДИОВОЛНЫ ИЗ ЦЕНТРА ЗЕМЛИ

Исследование ядра Земли учеными также привело к ассоциациям с «людьми внутренней земли». Сейчас появляется все больше и больше свидетельств того, что они не только существуют, но и их IQ намного выше, чем у людей. Некоторые эксперты считают это самым удивительным и значительным открытием ХХ века. Однако некоторые страны все еще скрывают этот факт, опасаясь «вызвать панику и споры».

В 1995 году НАСА показало, что оно получило радиоэлектрический сигнал изнутри Земли. В то время этот сигнал показал, что существует более развитый подземный «гражданский» мир. 4 февраля 1995 года канадская газета Weekly World News, с оглавлением «НАСА принимает радиосигналы изнутри Земли», сообщила. Что есть явные доказательства пустоты Земли, и высказала предположение, что Земля действительно пуста.

foto polaya zemlya interesnie fakti 20190718 1386228429Существует множество теорий о полой Земли. фото: www.bagira.guru

После анализа ученые узнали, что этот загадочный радиосигнал представляет собой сложный математический код. Поэтому было подтверждено, что это был сигнал не естественных процессов, а исходил от какой-то разумной жизни. В отчете цитируется соответствующая информация, предоставленная высокопоставленным чиновником НАСА. Который попросил не называть его имени. Ученые расшифровали конкретное содержание этих сигналов, но они не будут опубликованы.

Высокопоставленный представитель НАСА сказал: «Этот контент не опасен, но вызовет панику и споры». Есть цивилизации под землей, и они посылают сигналы. Которые проникают сквозь земную кору и сотни километров слоев горных пород. «Люди из подполья», очевидно, знают нас намного больше, чем знаем их мы. Например, они знают, как общаться с нами, используя базовую контактную информацию. А у нас практически нет возможности ответить», — сказал он.

Высокопоставленный чиновник также сказал, что профильные эксперты считают это самым удивительным и значительным открытием ХХ века. Однако ученые не понимают, каким образом существует подземная гражданская жизнь. Если мы следуем трем основным элементам (солнечный свет, воздух и вода) для жизни на Земле. Как может существовать жизнь под землей?

Источник

Внутреннее и внешнее ядро Земли, как все устроенно? (8 фото)

vnutrennee vneshnee jadro zemli

Внутри каждого космического объекта, который смог приобрести шарообразную форму, находится ядро — причем иногда не простое, а многослойное. На громадной глубине даже самые привычные вещества вроде железа приобретают необычные свойства — разрастаются в гигантские кристаллы, становятся жидкими или начинают генерировать электрический ток. Внешнее и внутреннее ядро Земли прекрасно демонстрирует все эти аномалии — а еще оно стало первым в истории защитником жизни на планете.

Путь к ядру

Изучать ядро достаточно непросто — поверхность Земли и его верхнюю кромку разделяют 2900 километров. Непросто пробуриться на такие глубины — чем ниже опускаться под землю, тем выше растет температура. В Кольской скважине, которая пока остается самой глубокой, на глубине в 12 километров накал достигал 220°C! Уже при таких температурах сложно работать не только электронике, но и самой аппаратуре — ведь ее надо как-то опустить в скважину, а потом вынуть обратно.

1 vnutrennee vneshnee jadro zemli

Кольская сверхглубокая скважина

Однако в ученых остался метод, позволяющий достаточно точно рассчитать плотность и объем ядра Земли — сейсмография. Колебания, исходящие от поверхностных слоев планеты — вибрации землетрясений или импульсы ядерных взрывов — распространяются не только по поверхности Земли, но и уходят глубоко в недра. Там они преломляются, увеличивая свою скорость прохождения — как преломляются световые волны, проходя через стекло или воду. Именно по тому, как изменяется сейсмическая волна при прохождении через планету, ученые сумели получить точные физические параметры ядра.

2 vnutrennee vneshnee jadro zemli

Схема движения сейсмических волн в теле Земли

Помогают геологам также различные косвенные признаки. Например, наблюдение за магнитным полем Земли позволяет отслеживать динамику вращения ядра. Ценные подсказки порой дает даже то, что совсем не предназначено для исследования глубин. Был случай, когда сбои в работе орбитального телескопа «Хаббл» позволили выявить изменение направления потоков в жидком внешнем ядре Земли, служащих причиной сдвига магнитных полюсов.

Структура и характеристики ядра

Путь к знаниям долгий и тернистый, но плоды их сладки. На сегодняшний день достоверно известны следующие физические характеристики ядра Земли:

3 vnutrennee vneshnee jadro zemli

Классические основные сферы Земли

Кроме того, новейшие исследования говорят о том, что внутри внутреннего ядра Земли лежит еще одно — «самое» внутреннее ядро, которое вращается вообще по другой оси. Давайте рассмотрим его и другие составляющие земного ядра подробнее.

Внешнее ядро

Самый первый слой ядра, который непосредственно контактирует с мантией — это внешнее ядро. Его верхняя граница находится на глубине 2,3 тысячи километров под уровнем моря, а нижняя — на глубине 2900 километров. По составу оно ничем не отличается от нижележащих оболочек — давления гравитации попросту недостаточно для того, чтобы раскаленный металл затвердел. Зато его жидкое состояние является главным козырем Земли в сравнении с другими внутренними планетами Солнечной системы.

4 vnutrennee vneshnee jadro zemli

Как работает геодинамо

Дело в том, что именно жидкая часть ядра ответственна за возникновение магнитного поля Земли. Как наверняка известно читателю, магнитосфера служит щитом планеты против заряженных частиц открытого космоса и солнечного ветра. Они даже более опасны, чем излучение — частицы способны вывести из строя не только живые организмы, но и электронику. Биологи считают, что именно активное магнитное поле стало залогом выживания первобытных одноклеточных существ.

Как именно генерируется магнитное поле? Его порождает вращение жидкого железа и никеля в ядре. Магнитные свойства металлов тут ни при чем — это исключительно динамический эффект. А еще внешнее ядро подогревает мантию — причем в отдельных местах настолько сильно, что восходящие потоки магмы достигают даже поверхности, вызывая извержения вулканов.

Внутреннее ядро

Внутри жидкой оболочки находится внутреннее ядро. Это твердая сердцевина Земли, диаметр которой составляет 1220 километров — такой же размер у Харона, спутника-напарника Плутона. Эта часть ядра очень плотная — средняя концентрация вещества достигает 12,8–13г/см3, что в два раза больше густоты железа, и горячая — накал достигает знаменитых 5–6 тысяч градусов по Цельсию.

Высокое давление в центре Земли заставляет металл затвердевать при температурах, превышающих точку его кипения. При этом формируются необычные кристаллы, которые отличаются устойчивостью даже в обычных условиях. Считается, что внутреннее ядро представляет собой лес из многокилометровых кристаллов железа и никеля, которые направлены с юга на север. Для того чтобы проверить эту теорию, японские ученые потратили десять лет на создание особой алмазной наковальни — только в ней можно добиться такого давления и температуры, как в центре нашей планеты.

5 vnutrennee vneshnee jadro zemli

«Внутреннее» внутреннее ядро, или гипотетическая матрешка

Еще во время начальных исследований ядра при помощи сейсмических волн, геологи заметили необычное отклонение колебаний внутри ядра по направлению с востока на запад. Так как из-за своего вращения Земля шире на экваторе, чем на полюсах, сперва на это не обратили внимание. Но последующее изучение выявило, что центральная часть ядра может быть всего лишь очередной оболочкой.

Что представляет собой «внутреннее» внутреннее ядро? Скорее всего, оно состоит из тех же металлических кристаллов — но направленных уже не на север, а на запад. Пока что неясно, что вызывает такое расслоение. Однако ориентация кристаллов указывает на то, что тут не обошлось без гравитационных взаимодействий с Солнцем или Луной.

6 vnutrennee vneshnee jadro zemli

«Внутреннее» внутреннее ядро в строении Земли

Механизм формирования ядра

Ядром обладают все планеты Солнечной системы, как и полноценные, так и карликовые — от величественного газового гиганта Юпитера до отдаленной и холодной Седны. Параметры ядра разнятся от объекта к объекту — так, у Меркурия ядро занимает 60% массы и 80% объема планеты, когда радиус ядра Луны составляет скромные 350 километров от 1735 километров общего радиуса спутника.

Тем не менее создание ядра любого космического тела, даже звезды, обязано одному интересному гравитационному явлению — дифференциации недр. Когда планеты только начинают формироваться из газовых туч вокруг молодой звезды, их вещество собирается вокруг первичных ядер: больших камней, сгустков льда или пыли. Когда молодая планета набирает достаточную массу, в действие вступает гравитация, втягивающая массивные элементы вроде железа к центру объекта — тем самым более легкие вещества, как вот кремний или кислород, выталкиваются на поверхность.

7 vnutrennee vneshnee jadro zemli

Земля во время активной аккреции в представлении художника

Во время этих перемещений выделяется громадное количество энергии, из-за которой планета расплавляется, а гравитация придает ей характерную сферическую форму. Тем самым процесс перемещения тяжелых веществ ускоряется. Астероиды, масса которых недостаточна для плавления, так и остались кучками пыли и камней, сбитыми вместе.

Интересный факт — хотя уран является одним из самых тяжелых элементов в природе, он проигнорировал дифференциацию недр и практически полностью остался на поверхности планеты, в земной коре. Причиной этому является то, что уран встречается лишь в связке с другими, более легкими элементами. Они и послужили ему «спасательным кругом», который удержал радиоактивный металл наверху.

А все тяжелые элементы, которые ушли вглубь — в первую очередь железо и никель — сформировали центр планеты. Ядро Земли прошло весь долгий путь от пыли на орбите новорожденного Солнца до многослойного металлического шара — и сегодня оно греет и защищает нашу планету изнутри.

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Биографии известных людей
Adblock
detector