Какая температура в ядре Земли и почему оно не остыло даже через миллиарды лет
Глубоко под нашими ногами бурлит стихия, температура которой достигает невероятных показателей. Это сердце планеты не только поддерживает жизнь, но и скрывает загадки, достигающие времен зарождения Солнечной системы. Ученые используют сложные методы, чтобы понять, что именно раскаляет центр нашего дома.
Почему сердце Земли остается раскаленным в течение миллиардов лет?
История нашей планеты началась примерно 4,5 миллиарда лет назад. В те времена Земля была похожа на расплавленный шар. Со временем под действием гравитации тяжелые элементы, в частности железо и никель, начали опускаться к центру, формируя первичное ядро. Сегодня этот процесс оставил нам в наследство чрезвычайно горячую и плотную сферу, скрытую глубоко в недрах планеты, пишет 24 Канал.
Смотрите также Сколько на самом деле стоит астероид Психея, к которому человечество запустило космический аппарат
Структура этого "сердца" неоднородна: она состоит из жидкого внешнего ядра, которое начинается на глубине около 2 900 километров и тянется еще на 2 200 километров вглубь. Под ним расположено твердое внутреннее ядро, берущее начало на отметке примерно 5 150 километров от поверхности, имея радиус около 1 220 километров.
Согласно исследованиям, результаты которых проанализировало издание Live Science, температура земного ядра примерно равна температуре поверхности Солнца. Она колеблется в пределах от 5 000 до более 5 500 градусов Цельсия. Считается, что самой горячей точкой является граница между внутренним и внешним ядром.
Откуда ученые об этом узнали?
Поскольку человек не может физически попасть на такую глубину, эти цифры не являются результатом прямого измерения. Вместо этого ученые делают выводы на основе состава ядра и сложных теоретических моделей.
Центральная часть планеты на 85 процентов состоит из железа, смешанного с никелем и другими более легкими элементами. Во внешнем ядре этот материал находится в жидком состоянии, а во внутреннем – в твердом. Такие выводы были сделаны благодаря анализу метеоритов, лабораторным измерениям сплавов железа под высоким давлением и наблюдением за сейсмическими волнами, которые меняют свою траекторию или исчезают, проходя сквозь земные недра.
Интересен тот факт, что внутреннее ядро остается твердым несмотря на колоссальную температуру, которая значительно превышает точку плавления железа на поверхности (1 538 градусов Цельсия).
Повышение давления повышает температуру плавления железа и большинства других веществ,
– объяснил Live Science Квентин Уильямс, физик из Университета Калифорнии в Санта-Круз, который изучает минералы.
Именно из-за этого чрезвычайного давления железо в самом центре планеты не может превратиться в жидкость.
Чтобы определить эти показатели, исследователи проводят уникальные эксперименты. Некоторые ученые сжимают частицы железа между двумя заостренными бриллиантами (так называемые бриллиантовые наковальни) и одновременно нагревают их лазером. Другие используют высокоскоростные снаряды или ударные лучи для имитации сокрушительного давления.
Полученные данные затем экстраполируют на условия, царящие на границе слоев ядра. Однако даже такие методы оставляют место для вопросов.
В определенной степени все, что мы знаем о ядре Земли, – это обоснованное предположение,
– констатирует профессор геологии Университета Сунь Ятсена в Китае Шичунь Хуан.
Откуда столько тепла?
Огромное количество тепла в центре планеты объясняется ее бурным прошлым:
- Во время формирования Земли гравитационная энергия превращалась в тепловую.
- Также существует гипотеза, что в протопланету врезался объект размером с Марс, что привело к значительному выбросу энергии внутрь.
- Дополнительно на температуру могут влиять радиоактивные элементы, которые распадаются. Это калий, уран и торий, хотя их наличие на большой глубине все еще является предметом дискуссий среди ученых.
Смотрите также Земля может быть не единственным местом, где есть радуга: где еще может существовать это явление
Почему такая высокая температура является для нас положительным моментом?
Способность Земли поддерживать жизнь напрямую зависит от ее горячего сердца. В отличие от многих других планет, Земля удивительно хорошо сохраняет свое первоначальное тепло. Именно эта внутренняя энергия запускает тектонику плит, которая обновляет поверхность, доставляет питательные вещества и создает разнообразные условия для эволюции.
Кроме того, движение жидкого железа во внешнем ядре генерирует магнитное поле, которое защищает все живое от смертоносных солнечных ветров.