Bolo vyjadrených nespočetné množstvo myšlienok o štruktúre zemského jadra. Dmitrij Ivanovič Sokolov, ruský geológ a akademik, povedal, že látky vo vnútri Zeme sú distribuované ako troska a kov v taviacej peci.

Toto obrazné porovnanie sa potvrdilo viac ako raz. Vedci starostlivo študovali železné meteority prilietajúce z vesmíru a považovali ich za fragmenty jadra rozpadnutej planéty. To znamená, že zemské jadro musí pozostávať aj z ťažkého železa v roztavenom stave.

V roku 1922 nórsky geochemik Victor Moritz Goldschmidt predložil myšlienku všeobecnej stratifikácie hmoty Zeme aj v čase, keď bola celá planéta v tekutom stave. Vyvodil to analogicky s metalurgickým procesom študovaným v oceliarňach. „V štádiu tekutej taveniny,“ povedal, „bola zemská látka rozdelená na tri nemiešateľné kvapaliny – kremičitanovú, sulfidovú a kovovú. S ďalším ochladzovaním tieto kvapaliny vytvorili hlavné škrupiny Zeme - kôru, plášť a železné jadro!

Bližšie k našej dobe však myšlienka „horúceho“ pôvodu našej planéty čoraz viac ustupovala „studenému“ stvoreniu. A v roku 1939 Lodochnikov navrhol iný obraz formovania vnútra Zeme. V tom čase už bola známa myšlienka fázových prechodov hmoty. Lodochnikov navrhol, že fázové zmeny hmoty sa zintenzívňujú s rastúcou hĺbkou, v dôsledku čoho sa hmota delí na škrupiny. V tomto prípade jadro vôbec nemusí byť železné. Môže pozostávať z nadmerne spevnených silikátových hornín v „kovovom“ stave. Túto myšlienku vyzdvihol a rozvinul v roku 1948 fínsky vedec V. Ramsey. Ukázalo sa, že hoci jadro Zeme má iný fyzikálny stav ako plášť, nie je dôvod považovať ho za zložené zo železa. Koniec koncov, príliš konsolidovaný olivín môže byť ťažký ako kov ...

Objavili sa tak dve vzájomne sa vylučujúce hypotézy o zložení jadra. Jeden je vyvinutý na základe predstáv E. Wicherta o zliatine železa a niklu s malými prídavkami ľahkých prvkov ako materiálu zemského jadra. A druhý - navrhol V.N. Lodochnikov a vyvinutý V. Ramseyom, ktorý uvádza, že zloženie jadra sa nelíši od zloženia plášťa, ale látka v ňom je v obzvlášť hustom metalizovanom stave.

Aby sa vedci z mnohých krajín rozhodli, ktorým smerom by sa mali váhy nakloniť, uskutočňovali experimenty v laboratóriách a počítali, počítali a porovnávali výsledky svojich výpočtov s tým, čo ukázali seizmické štúdie a laboratórne experimenty.

V šesťdesiatych rokoch odborníci konečne dospeli k záveru: hypotéza pokovovania silikátov pri tlakoch a teplotách panujúcich v jadre sa nepotvrdila! Vykonané štúdie navyše presvedčivo dokázali, že stred našej planéty by mal obsahovať aspoň osemdesiat percent celkovej zásoby železa... Takže jadro Zeme je napokon železo? Železo, ale nie celkom. Čistý kov alebo čistá kovová zliatina stlačená v strede planéty by bola pre Zem príliš ťažká. Preto treba vychádzať z toho, že látku vonkajšieho jadra tvoria zlúčeniny železa s ľahšími prvkami – s kyslíkom, hliníkom, kremíkom či sírou, ktoré sa najčastejšie vyskytujú v zemská kôra... Ale ktoré konkrétne? Toto je neznáme.

A tak sa ruský vedec Oleg Georgievič Sorokhtin pustil do novej štúdie. Skúsme v zjednodušenej forme sledovať priebeh jeho úvah. Na základe najnovších pokrokov v geologickej vede sovietsky vedec usudzuje, že v prvom období formovania bola Zem s najväčšou pravdepodobnosťou viac-menej homogénna. Všetka jeho látka bola približne rovnomerne rozložená v celom objeme.

Postupom času sa však ťažšie prvky, ako napríklad železo, začali takpovediac „potápať“ v plášti, čím sa dostávali stále hlbšie do stredu planéty. Ak áno, potom porovnanie mladých a starých skaly, možno u mládeže očakávať nižší obsah ťažkých prvkov, rovnakého železa, aké je rozšírené v hmote Zeme.

Štúdium starých láv tento predpoklad potvrdilo. Jadro Zeme však nemôže byť čisto železné. Na to je príliš svetlý.

Aký bol spoločník železa na ceste do centra? Vedec vyskúšal mnoho prvkov. Niektoré sa však v tavenine nerozpúšťali dobre, zatiaľ čo iné sa ukázali ako nekompatibilné. A potom Sorokhtinovi napadlo: bol najbežnejší prvok, kyslík, spoločníkom železa?

Je pravda, že výpočty ukázali, že kombinácia železa s kyslíkom - oxid železitý - sa zdá byť príliš ľahký pre jadro. Ale koniec koncov, v podmienkach kompresie a zahrievania v hĺbke musí oxid železa tiež prejsť fázovými zmenami. V podmienkach, ktoré existujú blízko stredu Zeme, sú iba dva atómy železa schopné udržať jeden atóm kyslíka. To znamená, že hustota výsledného oxidu sa zvýši ...

A opäť výpočty, výpočty. Aké je to však zadosťučinenie, keď získaný výsledok ukázal, že hustota a hmotnosť zemského jadra, postaveného z oxidu železa, ktoré prešlo fázovými zmenami, dáva presne tú požadovanú hodnotu moderný model jadierka!

Tu je - moderný a možno najpravdepodobnejší model našej planéty v celej histórii jej hľadania. „Vonkajšie jadro Zeme pozostáva z jednomocného oxidu železa Fe2O a vnútorné jadro je vyrobené z kovového železa alebo zliatiny železa s niklom,“ píše Oleg Georgievich Sorokhtin vo svojej knihe. "Prechodnú vrstvu F medzi vnútorným a vonkajším jadrom možno považovať za zloženú zo sulfidu železa - troillitu FeS."

Na tvorbe modernej hypotézy o oddelení jadra od primárnej hmoty Zeme sa podieľa mnoho významných geológov a geofyzikov, oceánológov a seizmológov, predstaviteľov doslova všetkých oblastí vedy študujúcich planétu. Procesy tektonického vývoja Zeme budú podľa vedcov pokračovať v hĺbkach ešte dosť dlho, prinajmenšom pred našou planétou je ešte pár miliárd rokov. Až po tomto bezhraničnom období Zem vychladne a zmení sa na mŕtve kozmické teleso. Ale čo sa stane do tejto doby? ..

Koľko rokov má ľudstvo? Milión, dva, dobre, dva a pol. A v tomto období ľudia nielenže vstali zo štyroch, skrotili oheň a pochopili, ako získavať energiu z atómu, posielali človeka do vesmíru, automaty na iné planéty slnečnej sústavy a ovládli blízky vesmír pre technické potreby.

Prieskum a následne využitie hlbokých útrob našej vlastnej planéty je program, ktorý už klope na dvere vedeckého pokroku.

Jadro zeme - vnútorná geosféra Zeme s priemerným priemerom 3470 km, nachádza sa v priemernej hĺbke asi 2900 km. Delí sa na pevné vnútorné jadro s priemerom asi 1300 km a tekuté vonkajšie jadro s hrúbkou asi 2200 km, medzi ktorými sa niekedy rozlišuje prechodná zóna kvapaliny so zvýšenou hustotou 250 km. Pravdepodobne pozostáva zo zliatiny železa a niklu s prímesou ďalších siderofilných prvkov. Teplota v strede zemského jadra dosahuje 5000 °C, hustota je asi 12,5 t/m, tlak až 361 GPa. Hmotnosť jadra je 1932 x 1024 kg.
Informácií o jadre je veľmi málo – všetky informácie boli získané nepriamymi geofyzikálnymi alebo geochemickými metódami, vzorky materiálu jadra nie sú dostupné a je nepravdepodobné, že by sa získali v blízkej budúcnosti.

História výskumu

Henry Cavendish, ktorý vypočítal hmotnosť a priemernú hustotu Zeme, bol jedným z prvých, ktorí navrhli existenciu oblasti so zvýšenou hustotou vo vnútri Zeme a zistil, že je oveľa väčšia ako hustota charakteristická pre horniny, ktoré sa objavujú. na zemskom povrchu.
Existenciu jadra dokázal v roku 1897 nemecký seizmológ E. Wichert pre prítomnosť efektu takzvaného „seizmického tieňa“. V roku 1910 za prudkým skokom v rýchlostiach pozdĺžnych seizmických vĺn určil americký geofyzik B. Gutenberg hĺbku jeho povrchu – 2900 km.

Zakladateľ geochémie V.M. Goldschmidt (nem. Victor Moritz Goldschmidt(1888-1947) v roku 1922 navrhol, že jadro vzniklo gravitačnou diferenciáciou primárnej Zeme počas jej rastu alebo v neskorších obdobiach. Alternatívnu hypotézu, že železné jadro vzniklo v protoplanetárnom oblaku, vypracovali nemecký vedec A. Aiken (1944), americký vedec E. Orovan a sovietsky vedec A. P. Vinogradov (60-70 roky).

V roku 1941 Kuhn a Ritman na základe hypotézy o identite chemického zloženia Slnka a Zeme a na výpočtoch fázového prechodu vo vodíku navrhli, že zemské jadro pozostáva z kovového vodíka. Táto hypotéza nebola experimentálne testovaná. Experimenty s nárazovou kompresiou ukázali, že hustota kovového vodíka je približne o rádovo menšia ako hustota jadra. Táto hypotéza však bola neskôr prispôsobená na vysvetlenie štruktúry obrovských planét - Jupitera, Saturnu atď. Moderná veda Vvazhaetsya, že magnetické pole vzniká práve v kovovom vodíkovom jadre.

Okrem toho V. N. Lodochnikov a U. Ramsay navrhli, že spodný plášť a jadro majú rovnaké chemické zloženie - na rozhraní jadro-plášť pri tlaku 1,36 Mbar prechádzajú silikáty plášťa do kvapalnej kovovej fázy (metalizované silikátové jadro).

Zloženie jadra

Zloženie jadra možno odhadnúť len z niekoľkých zdrojov.

Vzorky železných meteoritov, ktoré sú fragmentmi jadier asteroidov a protoplanét, sa považujú za najbližšie k jadrovej hmote. Železné meteority však nie sú ekvivalentom materiálu zemského jadra, keďže vznikli v oveľa menších telesách, t.j. s inými fyzikálno-chemickými parametrami.

Z gravimetrických údajov je známa hustota jadra, ktorá dodatočne obmedzuje zloženie komponentov. Keďže hustota jadra je asi o 10 % menšia ako hustota zliatin železa a niklu, zemské jadro obsahuje viac ľahkých prvkov ako železné meteority.

Na základe geochemických úvah, výpočtu primárneho zloženia Zeme a výpočtu podielu prvkov nachádzajúcich sa v iných geosférach je možné zostrojiť približný odhad zloženia jadra. Tieto výpočty sú podporované vysokoteplotnými a vysokobarickými experimentmi o distribúcii prvkov medzi roztaveným železom a silikátovými fázami.

Vznik zemského jadra

Čas formovania

Vytvorenie jadra je kľúčovým momentom v histórii Zeme. Na určenie veku tejto udalosti boli použité nasledujúce úvahy:

V látke, z ktorej vznikla Zem, sa nachádzal izotop 182 Hf, ktorý má polčas rozpadu 9 miliónov rokov a mení sa na izotop 182 W. Hafnium sú litofilné prvky, t.j. pri separácii primárnej hmoty Zeme na silikátovú a kovovú fázu sa koncentrovala prevažne v silikátovej fáze a volfrám, siderofilný prvok, a koncentrovala sa v kovovej fáze. V kovovom jadre Zeme je pomer Hf / W blízky nule, zatiaľ čo v silikátovom obale je tento pomer blízky 15.

Z analýzy nefrakcionovaných chondritov a železných meteoritov je známy primárny pomer izotopov hafnia a volfrámu.
Ak by jadro vzniklo po čase oveľa dlhšom ako je polčas rozpadu 182 Hf, stihlo by sa takmer úplne premeniť na 182 W a izotopové zloženie volfrámu v silikátovej časti Zeme a jej jadre by byť rovnaký, rovnaký ako v chondritoch.
Ak jadro vzniklo, keď sa 182 Hf ešte nerozpadlo, potom by silikátový obal Zeme mal obsahovať nejaký prebytok 182 W v porovnaní s chondritmi, čo je skutočne pozorované.

Na základe tohto modelu oddelenia kovovej a silikátovej časti Zeme výpočty ukázali, že jadro vzniklo za menej ako 30 miliónov rokov, od okamihu vzniku v r. Slnečná sústava prvé pevné častice. Podobné výpočty možno urobiť pre kovové meteority, ktoré sú fragmentmi jadier malých planetárnych telies. V nich prebiehala tvorba jadra oveľa rýchlejšie – v priebehu niekoľkých miliónov rokov. Vek vnútorného pevného jadra sa odhaduje na 2-4 miliardy rokov.

Sorokhtin - Ushakovova teória

Podľa modelu Sorokhtin-Ushakov sa proces formovania zemského jadra natiahol na približne 1,6 miliardy rokov (pred 4 až 2,6 miliardami rokov). Podľa autorov vznik zemského jadra prebiehal v dvoch etapách. Planéta bola spočiatku studená a v jej hĺbkach sa nehýbal. Potom sa ohrievala energiou rádioaktívneho rozpadu až do začiatku tavenia kovového železa, ktoré začalo prenikať do stredu Zeme. Zároveň v dôsledku gravitačnej diferenciácie veľké množstvo teplo a proces oddeľovania jadra sa len urýchlil. Tento proces pokračoval len do hĺbky, pod ktorou sa látka vplyvom ultravysokého tlaku stala takou viskóznou, že železo už nedokázalo klesnúť hlbšie. V dôsledku toho sa vytvorila hustá prstencová vrstva roztaveného železa a jeho oxidu. Nachádzalo sa nad ľahšou substanciou prvotného „jadra“ Zeme. Neskôr došlo k vytláčaniu silikátovej hmoty zo stredu Zeme na rovníku, čo viedlo k asymetrii planéty.

Mechanizmus vzniku zemského jadra

O mechanizme tvorby jadra je známe veľmi málo. Podľa rôznych odhadov k formovaniu došlo pri tlaku a teplote blízkej tej, ktorá teraz vládne v hornom a strednom plášti, a nie v planetozimáloch a asteroidoch. To znamená, že počas akrécie Zeme došlo k jej novej homogenizácii.

Mechanizmus neustálej aktualizácie vnútorného jadra

Niekoľko štúdií v posledných rokoch vykazovali anomálne vlastnosti zemského jadra – zistilo sa, že sa seizmické vlny krížia východnej časti jadro je rýchlejšie ako západné. Klasické modely predpokladajú, že vnútorné jadro našej planéty je symetrický, homogénny a prakticky stabilný útvar, ktorý pomaly rastie v dôsledku tuhnutia hmoty vonkajšieho jadra. Vnútorné jadro je však dosť dynamické.
Skupina výskumníkov z univerzít Josepha Fouriera (fr. Univerzita Josepha Fouriera) a Lyon (fr. Universite de Lyon) vyslovil domnienku, že vnútorné jadro Zeme na západe neustále kryštalizuje a na východe sa topí. Geometrický stred vnútorného jadra je posunutý vzhľadom na stred Zeme. Časti jadra na západe a východe majú rozdielne teploty, čo vedie k jednostrannému topeniu a kryštalizácii. Uvádza do pohybu celú hmotu vnútorného jadra, pomaly sa presúva zo západnej strany na východnú, kde kolabujúca tuhá látka dopĺňa zloženie tekutého obalu rýchlosťou 1,5 cm/rok. Tie. úplné pretavenie za 100 miliónov rokov. Rozdiel v pomere ľahkých a ťažkých prvkov na západe a východe jadra prirodzene vedie k rozdielu v rýchlostiach seizmických vĺn.

Takéto silné procesy tuhnutia a tavenia nemôžu ovplyvniť konvekčné toky vo vonkajšom jadre. Ovplyvňujú planetárne dynamo, magnetické pole zeme, správanie sa plášťa a pohyb kontinentov. Hypotéza vysvetľuje nesúlad medzi rýchlosťou rotácie jadra a zvyšku planéty, zrýchlený posun magnetických pólov.

Vedci zostavili nový model procesov prebiehajúcich v zemskom jadre. Je to trochu v rozpore s tým tradičným, podľa ktorého sa jadro postupne ochladzuje. Vedci zistili, že na niektorých miestach sa naopak zahrieva, keďže jeho interakcia s kôrou a plášťom je aktívnejšia. Ako to môže ovplyvniť obyvateľov zemského povrchu?

Treba si uvedomiť, že látka nachádzajúca sa v strede našej planéty, nazývaná jadro, je veľmi záhadná vec. A to všetko preto, že, ako viete, doteraz nejeden vedec nedržal v rukách ani najmenšiu vzorku jadrovej hmoty. o moderné technológie nie je možné ho získať, pretože jadro leží v hĺbke 2900 km od povrchu a maximálna hĺbka, do ktorej sa vedcom podarilo navŕtať kôru našej planéty, je 12 km. 290 metrov (to je hĺbka ropného vrtu Maersk Oil BD-04A, ktorý sa nachádza v ropnej panve Al-Shahin v Katare).

Preto sú naše poznatky o tom, čo sa nachádza v samom srdci Zeme, až doteraz veľmi približné. Predpokladá sa, že jadro pozostáva zo zliatiny železa a niklu s prímesou ďalších prvkov súvisiacich so železom. Priemerný polomer sféry jadra je približne 3,5 tisíc km (čo je približne dvojnásobok väčší ako mesiac) a jeho hmotnosť je približne 1,932 × 1024 kg. V tomto prípade je jadro rozdelené na pevné vnútorné, s polomerom asi 1300 km, a tekuté vonkajšie, ktorého polomer je asi 2200 km, medzi ktorými je podľa niektorých vedcov prechodová zóna.

Tradične sa verí, že v takej hĺbke sú podmienky skutočne pekelné: teplota v strede jadra dosahuje 5000 ° C, hustota hmoty je asi 12,5 t / m³ a tlak dosahuje 361 GPa. Z toho vyplýva, že vo všeobecnosti sa krehké živé bytosti potrebujú držať ďalej od jadra. Zároveň je záujem o túto našu látku pomerne veľký. A už vôbec nie preto, že podľa údajov geochemikov je až 90 % všetkých drahých kovov sústredených v centrálnej sfére planéty. Faktom je, že je to jadro, ktoré prispieva k aktívnemu pohybu hmoty ďalšia vrstva Zem, plášť (tzv. plášťová konvekcia, viac sa o nej dočítate v článku „Vulkány – miera úzkosti rastie“), ktorá sa na povrchu „ozýva“ takými pre nás nepríjemnými javmi, akými sú zemetrasenia a sopečné erupcie.

Okrem toho sa verí, že jadro generuje zemské magnetické pole, ktorého význam pre život našej planéty (a života na nej) možno len ťažko preceňovať. „Povaha magnetosféry Zeme zostáva záhadou. Nemôžeme ísť do stredu Zeme a odtiaľ získať vzorky. Môžeme sa spoľahnúť iba na nepriame merania vykonávané na povrchu a na teoretické modely, ktoré dokážu odhaliť, čo sa deje v jadre, “hovorí jeden z vedcov, ktorí sa zaoberajú štúdiom procesov prebiehajúcich v jadre a okolo neho, geofyzik Jon Mound z University of Leeds (Spojené kráľovstvo).

Nedávno to bola skupina Mound, ktorá po analýze niektorých údajov z posledných rokov predstavila veľmi zaujímavý model stav techniky jadier. Tradične sa verilo, že vznikol asi pred 4,5 miliardami rokov zemské jadro najprv bola rozpálená a potom začala pomaly chladnúť (tento proces trvá dodnes). Teplo, ktoré sa pri tomto „zmrazovaní“ jadra uvoľňuje, stúpa pri konvekcii cez plášť dole do kôry – je logické predpokladať, že teplejší, a teda aj menej hustý materiál plášťa stúpa na povrch, zatiaľ čo chladnejší a ťažší sa ponorí do jadra. Predpokladá sa, že práve tieto prúdy v kombinácii s rotáciou samotnej planéty napájajú prácu „vnútorného dynama“ Zeme, ktoré vytvára jej magnetické pole.

Mound a jeho kolegovia však prišli na to, že to nie je také jednoduché. Podľa ich modelu môže v jadre prebiehať aj spätný proces vedúci nielen k jeho ochladzovaniu, ale aj zahrievaniu až roztaveniu tejto látky. Pri svojej práci brali do úvahy tak charakteristiky konvekčného procesu, ako aj najnovšie seizmické údaje. Výsledkom je veľmi zaujímavý obraz - podľa Moundovho modelu môže prúdenie tepla na hranici jadra a plášťa trvať veľmi dlho. iný charakter v závislosti od štruktúry nadložnej plášťovej vrstvy. V niektorých oblastiach Zeme, kde je táto vrstva už prehriata, to vedie k tomu, že termálna energia akoby sa „odrazil“ od plášťa a poslal späť do jadra, prípadne ho roztavil.

Najmä v takej seizmicky aktívnej oblasti, akou je tichomorský vulkanický ohnivý kruh (začína od polostrova Kamčatka, potom prechádza cez Kurily, Japonské, Filipínske ostrovy, po Novú Guineu, Šalamúnove ostrovy, Nový Zéland, severozápad Antarktídy, Tierra). del Fuego a vracajúc sa cez Andy, Kordillery a Aleutské ostrovy opäť na Kamčatku.), kde sa oceánska kôra ponára do plášťa, hrubá vrstva pevnej látky litosférických platní odoberá teplo z plášťa a ochladzuje ho. Výsledkom je, že ochladený plášť začne čerpať teplo zo samotného jadra. Preto sa časť, ktorá sa nachádza pod vyššie opísanou oblasťou, v súčasnosti naďalej ochladzuje.

Ale pod rozľahlými oblasťami Afriky a centra Pacifik je pozorovaný úplne iný obraz. Tam je teplota plášťa oveľa vyššia, keďže nad ním ležiaca kôra teplo neodoberá, ale naopak odovzdáva. Výsledkom je, že plášť, ktorý pôsobí ako obrovský tepelný izolátor, spôsobuje odraz od jadra Infra červená radiácia(keďže podľa druhého termodynamického zákona môže teplo prechádzať len z viac zohriateho do menej zohriateho telesa, ale nikdy nie naopak), čo spôsobuje zahrievanie a následné roztápanie centrálnej vrstvy Zeme.

Ukazuje sa teda, že interakcia jadra a plášťa je oveľa zložitejšia ako interakcie opísané v tradičnom modeli. Ale zmena teploty jadra a jeho hustoty musí nutne ovplyvniť stav magnetické pole... Možno niektoré stále nevysvetliteľné poruchy vyskytujúce sa v magnetosfére našej planéty (takzvané geomagnetické búrky) súvisia len s nerovnomerným ochladzovaním jadra? Je tiež možné, že interakcie jadro-plášť môžu aktívnejšie ovplyvňovať globálnych procesov ako klimatické zmeny prebiehajúce na povrchu našej planéty.

Samotný Mound a jeho kolegovia však hovoria, že ich model interakcie jadra, plášťa a litosféry je zatiaľ len teoretickým predpokladom. Veria, že údaje z Integrovaného programu oceánskych vrtov, ktorý by sa mal začať v r ďalší rok(viac sa o tom dočítate v článku „Cesta do stredu Zeme – realita“) bude môcť potvrdiť alebo vyvrátiť. Vedci preto netrpezlivo očakávajú začiatok vrtných prác. A paralelne vykonávajú korekčné výpočty ...

Nenašli sa žiadne súvisiace odkazy



Zemské jadro zahŕňa dve vrstvy s hraničnou zónou medzi nimi: vonkajší tekutý obal jadra dosahuje hrúbku 2266 kilometrov, pod ním je masívne husté jadro, ktorého priemer sa odhaduje na 1300 km. Prechodová zóna má nerovnomernú hrúbku a postupne tuhne, prechádza do vnútorného jadra. Na povrchu hornej vrstvy sa teplota pohybuje okolo 5960 stupňov Celzia, hoci tieto údaje sa považujú za približné.

Približné zloženie vonkajšieho jadra a metódy jeho stanovenia

O zložení dokonca aj vonkajšej vrstvy zemského jadra je stále známe veľmi málo, pretože nie je možné získať vzorky na štúdium. Hlavnými prvkami, ktoré môžu tvoriť vonkajšie jadro našej planéty, sú železo a nikel. Vedci dospeli k takejto hypotéze v dôsledku analýzy zloženia meteoritov, pretože tuláci z vesmíru sú fragmentmi jadier asteroidov a iných planét.

Meteority však nemožno považovať za úplne rovnaké z hľadiska chemické zloženie keďže pôvodných kozmických telies bolo veľa menej zeme na veľkosť. Vedci po dlhom výskume dospeli k záveru, že kvapalná časť jadrovej hmoty je značne zriedená inými prvkami vrátane síry. To vysvetľuje jeho nižšiu hustotu ako zliatiny železa a niklu.

Čo sa deje na vonkajšej strane jadra planéty?

Vonkajší povrch jadra na hranici s plášťom je heterogénny. Vedci naznačujú, že áno rôzna hrúbka, tvoriaci akýsi vnútorný reliéf. Je to spôsobené neustálym miešaním odlišných hlboko uložených látok. Líšia sa chemickým zložením a tiež majú rôznu hustotu, takže hrúbka hranice medzi jadrom a plášťom sa môže meniť od 150 do 350 km.

Vedci predchádzajúcich rokov vo svojich prácach opísali cestu do stredu Zeme cez hlboké jaskyne a podzemné chodby. Je to naozaj možné? Bohužiaľ, tlak na povrchu jadra presahuje 113 miliónov atmosfér. To znamená, že každá jaskyňa by sa pevne „zavrela“ aj v štádiu priblíženia sa k plášťu. To vysvetľuje, prečo na našej planéte nie sú jaskyne hlbšie ako 1 km.

Ako sa skúma vonkajšia vrstva jadra?

Vedci môžu posúdiť, ako jadro vyzerá a z čoho pozostáva, sledovaním seizmickej aktivity. Tak sa napríklad zistilo, že vonkajšia a vnútorná vrstva rotujú dovnútra rôznymi smermi pod vplyvom magnetického poľa. Zemské jadro ukrýva desiatky ďalších nevyriešené záhady a čaká na nové zásadné objavy.

V dvadsiatom storočí ľudstvo prostredníctvom mnohých štúdií odhalilo tajomstvo zemského vnútra, štruktúru zeme v reze spoznal každý školák. Pre tých, ktorí ešte nevedia, z čoho je zem, aké sú jej hlavné vrstvy, zloženie, ako sa volá najtenšia časť planéty, uvedieme množstvo významných faktov.

V kontakte s

Tvar a veľkosť planéty Zem

Na rozdiel od bežnej mylnej predstavy naša planéta nie je guľatá... Jeho tvar sa nazýva geoid a ide o mierne sploštenú guľu. Miesta, kde je zemeguľa stlačená, sa nazývajú póly. Os zemskej rotácie prechádza cez póly, naša planéta okolo nej urobí jednu otáčku za 24 hodín - zemský deň.

V strede je planéta obklopená pomyselným kruhom rozdeľujúcim geoid na severnú a južnú pologuľu.

Okrem rovníka, existujú meridiány - kruhy kolmá na rovník a prechádzajúca oboma pólmi. Jedna z nich, ktorá prechádza cez Greenwichské observatórium, sa nazýva nula - slúži ako referenčný bod zemepisná dĺžka a časové pásma.

K hlavným charakteristikám glóbus možno pripísať:

  • priemer (km.): rovníkový - 12 756, polárny (na póloch) - 12 713;
  • dĺžka (km) rovníka - 40 057, poludník - 40 008.

Naša planéta je teda akási elipsa - geoid rotujúci okolo svojej osi prechádzajúci cez dva póly - severný a južný.

Strednú časť geoidu obklopuje rovník – kruh rozdeľujúci našu planétu na dve hemisféry. Ak chcete určiť, aký je polomer Zeme, použite polovičné hodnoty jej priemeru na póloch a rovníku.

A teraz o tom z čoho sa skladá zem, akými škrupinami je pokrytá a čím je sekčná štruktúra zeme.

Zemské škrupiny

Hlavná škrupina zeme sú prideľované v závislosti od ich obsahu. Keďže naša planéta má tvar gule, jej škrupiny, držané gravitáciou, sa nazývajú gule. Ak sa pozriete z zakopnutie zeme v sekcii, potom možno vidieť tri sféry:

V poriadku(počnúc od povrchu planéty) sú umiestnené takto:

  1. Litosféra je tvrdý obal planéty, vrátane minerálov vrstvy zeme.
  2. Hydrosféra – obsahuje vodné zdroje – rieky, jazerá, moria a oceány.
  3. Atmosféra - je vzduchová škrupina, ktorá obklopuje planétu.

Okrem toho sa rozlišuje aj biosféra, ktorá zahŕňa všetky živé organizmy, ktoré obývajú iné škrupiny.

Dôležité! Mnohí vedci pripisujú populáciu planéty samostatnému obrovskému obalu nazývanému antroposféra.

Zemské obaly – litosféra, hydrosféra a atmosféra – sa rozlišujú podľa princípu spájania homogénnej zložky. V litosfére sú to pevné horniny, pôda, vnútorný obsah planéty, v hydrosfére - to všetko, v atmosfére - všetok vzduch a iné plyny.

Atmosféra

Atmosféra - plynový obal, v obsahuje:, dusík, oxid uhličitý, plyn, prach.

  1. Troposféra – vrchná vrstva zeme, obsahujúca väčšinu pozemský vzduch a siahajúce od povrchu do výšky 8-10 (na póloch) do 16-18 km (na rovníku). V troposfére sa tvoria mraky a rôzne vzduchové hmoty.
  2. Stratosféra je vrstva, v ktorej je obsah vzduchu oveľa nižší ako v troposfére. Jeho priemerná hrúbka je 39-40 km. Táto vrstva začína s Horná hranica troposfére a končí vo výške okolo 50 km.
  3. Mezosféra - vrstva atmosféry, ktorá siaha od 50-60 do 80-90 km nad zemný povrch... Vyznačuje sa stálym poklesom teploty.
  4. Termosféra – nachádza sa 200 – 300 km od povrchu planéty, od mezosféry sa líši nárastom teploty s rastúcou nadmorskou výškou.
  5. Exosféra - začína od hornej hranice, ktorá leží pod termosférou, a postupne prechádza do otvorený priestor, vyznačuje sa nízkym obsahom vzduchu, vysokým slnečným žiarením.

Pozor! V stratosfére sa vo výške asi 20-25 km nachádza tenká vrstva ozónu, ktorá chráni všetok život na planéte pred ultrafialovými lúčmi, ktoré sú preň deštruktívne. Bez nej by všetko živé veľmi skoro zahynulo.

Atmosféra je zemská škrupina, bez ktorej by život na planéte nebol možný.

Obsahuje vzduch potrebný na dýchanie živých organizmov, určuje vhodné počasie, chráni planétu pred negatívny vplyv slnečného žiarenia.

Atmosféru tvorí vzduch, pričom vzduch tvorí približne 70 % dusíka, 21 % kyslíka, 0,4 % oxidu uhličitého a ďalších vzácnych plynov.

Okrem toho je v atmosfére dôležitá ozónová vrstva vo vzdialenosti asi 50 km.

Hydrosféra

Hydrosféra sú všetky tekutiny na planéte.

Táto škrupina podľa miesta vodné zdroje a stupeň ich slanosti zahŕňa:

  • svetový oceán - obrovská oblasť, ktorú zaberá slaná voda a zahŕňa štyri a 63 morí;
  • povrchové vody kontinentov sú sladkovodné a príležitostne aj brakické vodné útvary. Delia sa podľa stupňa tekutosti na nádrže s prúdom - rieky a nádrže so stojatou vodou - jazerá, rybníky, močiare;
  • podzemná voda – sladká voda nachádzajúca sa pod zemským povrchom. Hĺbka ich výskyt sa pohybuje od 1-2 do 100-200 metrov i viac.

Dôležité! Veľké množstvo sladká voda v súčasnosti je vo forme ľadu - dnes je v zónach permafrostu v podobe ľadovcov, obrovských ľadovcov, trvalého netopiaceho sa snehu asi 34 miliónov km3 zásob sladkej vody.

Hydrosféra je predovšetkým, čerstvý zdroj pitná voda, jeden z hlavných faktorov tvoriacich klímu. Vodné zdroje sa využívajú ako komunikačné prostriedky a objekty turistiky a rekreácie (rekreácie).

Litosféra

Litosféra je pevná ( minerál) vrstvy zeme. Hrúbka tejto škrupiny sa pohybuje od 100 (pod morom) do 200 km (pod kontinentmi). Litosféra zahŕňa zemskú kôru a vrchnú časť plášťa.

To, čo sa nachádza pod litosférou, je priamo vnútorná štruktúra naša planéta.

Dosky litosféry sa skladajú prevažne z čadiča, piesku a hliny, kameňa a pôdy.

Schéma štruktúry Zeme spolu s litosférou predstavujú tieto vrstvy:

  • Zemská kôra - horné, pozostávajúce zo sedimentárnych, čadičových, metamorfovaných hornín a úrodnej pôdy. V závislosti od polohy sa rozlišuje kontinentálna a oceánska kôra;
  • plášť – nachádza sa pod zemskou kôrou. Váži asi 67% celkovej hmotnosti planéty. Hrúbka tejto vrstvy je asi 3000 km. Horná vrstva plášťa je viskózna, leží v hĺbke 50-80 km (pod oceánmi) a 200-300 km (pod kontinentmi). Spodné vrstvy sú tvrdšie a hustejšie. Plášť obsahuje ťažké železité a niklové materiály. Procesy prebiehajúce v plášti sú zodpovedné za mnohé javy na povrchu planéty (seizmické procesy, sopečné erupcie, tvorba usadenín);
  • Centrálna časť pozemku je jadro pozostávajúce z vnútornej pevnej a vonkajšej kvapalnej časti. Hrúbka vonkajšej časti je asi 2200 km a vnútorná časť je 1300 km. Vzdialenosť od povrchu d o jadre zeme je to cca 3000-6000 km. Teplota v strede planéty je asi 5000 Cº. Podľa mnohých vedcov jadro pristáť na zložením je ťažká železno-niklová tavenina s prímesou ďalších prvkov podobnými vlastnosťami ako železo.

Dôležité! Medzi úzkym okruhom vedcov existuje okrem klasického modelu s poloroztaveným ťažkým jadrom aj teória, že v strede planéty sa nachádza vnútorná hviezda, ktorú zo všetkých strán obklopuje pôsobivá vrstva vody. Táto teória, okrem malého okruhu prívržencov vo vedeckej komunite, našla široké uplatnenie v literatúre sci-fi. Príkladom je román V.A. Obruchev "Plutónium", ktorý rozpráva o expedícii ruských vedcov do dutiny vo vnútri planéty s vlastným malým svietidlom a o svete zvierat a rastlín vyhynutých na povrchu.

Tak spoločné s hema štruktúry zeme, vrátane zemskej kôry, plášťa a jadra sa každým rokom zdokonaľuje a zdokonaľuje.

Mnohé parametre modelu sa budú aktualizovať viac ako raz so zlepšením výskumných metód a príchodom nového vybavenia.

Aby ste napríklad presne zistili, na koľko kilometrov vonkajšej časti jadra, bude potrebných viac rokov vedeckého výskumu.

zapnuté tento moment najhlbšia baňa v zemskej kôre, ktorú vykopal človek, je asi 8 kilometrov, takže štúdium plášťa a ešte viac jadra planéty je možné len v teoretickej časti.

Vrstvená štruktúra Zeme

Skúmame, z akých vrstiev sa Zem skladá vo vnútri

Výkon

Po zvážení sekčná štruktúra zeme, presvedčili sme sa o tom, aká zaujímavá a zložitá je naša planéta. Štúdium jeho štruktúry v budúcnosti pomôže ľudstvu pochopiť hádanky. prirodzený fenomén, vám umožní presnejšie predpovedať deštruktívne prírodné katastrofy, objavovať nové, ešte nerozvinuté ložiská nerastných surovín.