Вътрешното ядро на Земята се върти със собствена скорост, много е горещо и най-вероятно е помогнало за запазването на живота и живота.
Как може Земята да възстанови своето магнитно поле толкова бързо?
Учените са все по-склонни да мислят, че това се дължи на появата на вътрешното ядро на Земята.Това е сфера от твърдо желязо, която седи вътре в разтопено външно ядро.Последният се състои от бълбукащ метал, който генерира магнитното поле на планетата.
Изследователите предполагат, че вътрешното ядро се е появило около 4 милиарда години по-късноРастеше бавно, по няколко милиметра на година.Това, смятат учените, е довело до активност във външното ядро и е провокирало растежсила на магнитното поле.
„Вътрешното ядро е възстановило магнитното полеЗемята: и това се случи в най-подходящия момент в еволюцията, казва Джон Тардуно, геофизик от университета в Рочестър. „Какво щеше да се случи, ако не се беше образувал?“
Учените все още се чудят как и защо вътрешнитепрез този период се появи ядрото. „Вътрешното ядро е планета в планета“, казва Хрвое Ткалчич, сеизмолог от Австралийския национален университет (ANU). „Той има своя собствена топография, собствена скорост на въртене и структура. Той е под краката ни, но все още има много неща, които не разбираме за това как работи."
Как се изучава нашата вътрешна "планета"?
За да изучават вътрешното ядро, изследователите използват редки сеизмични вълни отземетресения или ядрени опити, които проникват във вътрешното ядро или се отразяват отГо.
Така сеизмолозите открили, че вътрешното ядро се върти независимо от останалата част на планетата.С помощта на компютърни модели те прогнозираха структурата му, както и необичайното поведение на железните сплави под високо налягане.
Дълго време човечеството имаше непъленидеи за вътрешното устройство на Земята. Едва в началото на 30-те години на миналия век Инге Леман, датски сеизмолог, забелязва ново разнообразие от P-вълни или вълни на налягане. Те посочиха, че ядрото на Земята не е напълно течно. До 1936 г. Леман стига до заключението, че Земята има твърдо вътрешно ядро. Освен това изследователите забелязали, че всяка година P-вълните, преминаващи през вътрешното ядро, леко се ускоряват. Това може да се обясни само по един начин – вътрешното ядро се върти по-бързо от останалата част на планетата, около 1° годишно. На всеки 400 години, те предполагат в статия от Nature от 1996 г., вътрешното ядро прави допълнителна революция вътре в Земята.
Това откритие шокира много геофизици, коитосе предполагаше, че вътрешното ядро се върти със същата скорост като мантията. Ако изучавате въртенето му, ще ви помогне да разберете как вътрешното ядро се свързва с външното и влияе върху магнитното поле. Също така ще обясни защо магнитните полюси на Земята се лутат и преобръщат от време на време.
Значи вътрешното ядро се движи по-бързо от Земята, нали?
По-късно изследователят И Ян съставя най-обширната база данни за земетресения в света.След като ги анализирал, Ян установил, че вътрешното ядро се върти със същата скорост като мантията.Тогава излезе наяве още по-необичаен факт: според проучване от 2021 г. вътрешното ядро се върти по-бавно от останалата част на планетата, с около 0,05 ° годишно.
Изследователите започнаха да спекулират товавътрешното ядро има свой собствен ритъм. В продължение на десетилетия радиоастрономите проследяват малки промени в въртенето на Земята. Те са наблюдавани според космическата референтна система: проследяват промените в позицията на отдалечени космически обекти. Повечето от колебанията през годината се дължат на урагани и земетресения, но има малко, редовно 6-годишно колебание, което не може да бъде лесно обяснено.
"Все още не знаем защо се случва това, но всички го правятразчитат на ядрото", Бенджамин Чао, геодезист, Academia Sinica.
От какво е направено вътрешното ядро?
Вътрешното ядро е най-металното мястоНа земята. Съдържа дори повече метали от външния. И двете са направени предимно от желязо с докосване на никел. Също така се смята, че желязото съдържа следи от по-леки елементи като кислород, въглерод и силиций.
Когато желязото кристализира върху нарастванеповърхност на вътрешното ядро, той изхвърля някои от тези елементи от себе си. Резултатът е почти чисто желязо. Това е като лед, който се образува в кофа със солена вода: той измества солта и става предимно прясна вода. Елементите, изхвърлени от ядрото, са по-леки от желязото: те се издигат и бързат напред: този процес причинява до 80% от конвекцията, която генерира магнитното поле на Земята.
Конвекцията е вид топлопренос и топлопренос, по време на който вътрешната енергия се пренася от струи и потоци на самото вещество.
Какво все още не знаем за вътрешното ядро?
Какво се случва с останалия хардуер е тема на продължаващ дебат.Железните атоми на земната повърхност – като например в чугунен тиган – иматНо ако малки проби желязо се притиснат между два диаманта и се създаде налягане, подобно на това във вътрешното ядро, атомите се пренареждат в шестоъгълници.
Трудността е, че все още никой не знае какво се случвас желязо, когато едновременно се компресира и нагрява до хиляди градуси, казваЛидунка Вочадло е специалист по изчислителна физика на минералите в Лондонския университетски колеж.
Тези условия са трудни за пресъздаване в лабораторията,тъй като въглеродът в диамантите често замърсява желязото при нагряване, отбеляза Вочадло. Неговият екип проведе компютърни симулации и установи, че формата на шестоъгълник или шестоъгълник е най-стабилната структура в условията на вътрешното ядро. Моделите показват също, че чистото желязо става меко, когато е на 98% от точката си на топене.
Например, водата трябва да се охлади под замръзване, за да образува лед.Изследователите предположиха, че желязото не може да се втвърди в шестоъгълна форма, ако е с почти 1340 °C по-хладно от вътрешното ядро.В началото на 2022 г. беше публикувана симулация в атомен мащаб, според която желязото, натрупващо се във вътрешното ядро, може дапърво кристализира в кубична форма, а след това се променя в шестоъгълна форма.
Как са свързани вътрешното ядро и животът на Земята?
Според информация от вулканична формация, появила се преди 565 милиона години на северния бряг на река Сейнт Ривър в Лорънс, магнитното поле по това време е било една десета от това, което е днес.
Това вероятно се дължи на факта, че външниятядрото губеше топлина бързо, казва Питър Дрискол, геодинамик в Института за наука Карнеги. Ако магнитното поле на Земята изчезне напълно, животът, както се развива, ще бъде силно изложен на радиация от слънчеви изригвания. Повишената радиация може да доведе до изчерпване на кислорода, ценен ресурс за целия живот.
Само 30 милиона години по-късно, интензитетът на магнитнотополета нараснаха до 70% от текущите стойности. Приблизително по същото време активното развитие на живота предизвика революция на Земята. Тогава възникват повечето групи животни, появяват се първите сухоземни видове.
Може би зараждащият се свят и всички живи съществана планетата Земя дължат съществуването си на вътрешното желязно ядро, което се намира на 5000 км по-надолу, под краката ни. Сега изследователите се опитват да възпроизведат условията, открити в ядрото в лабораторията: трудна, но необходима задача. С помощта на такъв експеримент е възможно да се потвърдят заключенията, направени по-рано от изследователите въз основа на математически модели.