В недрах нашей родной Земли скрывается загадочный мир — ядро планеты. Оно находится на глубине более 2900 километров и, как полагают ученые, состоит из железо-никелевого сплава с примесями других элементов. В этом удивительном месте царят поистине экстремальные условия: температура на границе твердого ядра почти такое же, как на Солнце, а давление превышает 3,7 миллиона атмосфер. Несмотря на все достижения современной науки, у нас нет прямых данных о ядре — ученые могут изучать его свойства лишь проводя лабораторные эксперименты. Что же поддерживает это раскаленное сердце Земли в таком состоянии на протяжении миллиардов лет?
Ядро Земли почти такое же горячее, как поверхность Солнца. Источник изображения: Live Science
Как устроено ядро Земли
Ядро Земли состоит из двух слоев. Внешнее ядро представляет собой слой жидкого железа и никеля, а внутреннее ядро — это плотный твердый шар из тех же металлов, по размерам сравнимый с Луной.
Несмотря на высокие температуры, достигающие 5200 градусов Цельсия, это тепло не ощущается на поверхности Земли. Исключения составляют лишь явления, такие как извержения вулканов или горячие источники, которые приносят на поверхность частичку глубинной энергии планеты.
Вулканы — наглядные доказательства раскаленных внутренностей Земли. Источник изображения: washingtonpost.com
Граница внешнего ядра начинается на глубине примерно 2900 километров под земной корой. Над ним расположены гигантские массы горных пород мантии, которые эффективно поглощают и рассеивают тепло. Благодаря этому поверхность Земли остается сравнительно прохладной и пригодной для жизни.
Измерить температуру в ядре напрямую невозможно. Отправить туда зонд или человека пока не представляется возможным из-за слишком экстремальных условий. Вместо этого ученые изучают поведение железа и его сплавов в лабораториях, воссоздавая высокие давления и температуры, схожие с теми, что царят внутри планеты. Наблюдая, при каких условиях металлы плавятся, специалисты могут приблизительно оценить температуру в глубинах Земли.
Слои Земли. Источник изображения: pinterest.com
Интересно, что несмотря на внешнюю жидкость, внутреннее ядро остается твердым. Это связано с огромным давлением, которое компенсирует высокую температуру и не дает веществам перейти в жидкое состояние.
Почему ядро Земли горячее
Ядро Земли остается горячим по нескольким причинам, которые берут свое начало в прошлом нашей планеты.
Одной из главных является остаточное тепло, сохранившееся с тех времен, когда 4,5 миллиарда лет назад происходил процесс формирования Земли. В те далекие времена столкновения с астероидами и другими космическими телами высвобождали огромное количество энергии, которая расплавляла горные породы. Часть этого первичного тепла до сих пор не успела рассеяться из-за низкой теплопроводности земной мантии.
Еще одним источником тепла является радиоактивный распад. В мантии и ядре содержатся радиоактивные элементы, такие как уран-238 и торий-232. В процессе их распада выделяется энергия, которая нагревает окружающие слои. Этот процесс продолжается миллиарды лет и играет ключевую роль в поддержании температуры на глубине планеты.
Ядро Земли сохраняет высокую температуру сразу по нескольким причинам. Источник изображения: IFL Science
В ранние годы формирования Земли гравитационное сжатие материи также способствовало ее нагреву. Давление, вызванное притяжением огромных масс вещества, разогревало планету изнутри. А сегодня движение между слоями — жидким внешним ядром и твердым внутренним — создает трение, которое также выделяет тепло. Это явление связано с вращением Земли и влияет на ее магнитное поле.
Интересно, что высокое давление в центре Земли также добавляет тепла. Под огромным давлением атомы веществ сжимаются, выделяя энергию. Но главная причина того, что Земля сохраняет тепло на протяжении миллиардов лет, кроется в ее «изоляции»: кора и мантия плохо проводят тепло, удерживая большую его часть внутри.
Этот внутренний жар обеспечивает движение тектонических плит, вызывает извержения вулканов и поддерживает магнитное поле, защищающее нас от космической радиации. Благодаря этим процессам Земля остается активной планетой, полной жизни.
Оценили 15 человек
20 кармы