Полум'яне серце. Вчені розповіли, чому ядро Землі тверде, хоч і гаряче поверхні Сонця

Не секрет, що серце нашої планети є найвнутрішнім геологічним шаром у формі твердої металевої кулі діаметром близько 2 400 кілометрів. Навряд чи нам колись вдасться дослідити його проби, оскільки надзвичайно складно дістатися до мантії Землі, а потім подолати ще два шари. Однак щось про серце нашої планети дослідникам все ж вдалося дізнатися, пише IFLScience.

По тому як сейсмічні хвилі проходять усередині планети дослідникам вдалося трохи дізнатися про склад земного ядра та його фізичні характеристики. Наприклад, відомо, що температура поверхні ядра Землі становить 5 700–6 200 кельвінів, залежно від цього, яку оцінку використовувати.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Так, нижня межа температури серця планети збігається із середньою температурою на поверхні Сонця і набагато гарячіше за його плями. Також дослідникам відомо, що на відміну від зовнішнього ядра, внутрішнє — тверде чи близьке до того. Це могло б показати суперечливим, проте дослідники зазначають, що цьому є пояснення і досить просте.

По-перше, поверхня Сонця являє собою плазму, подібну до газу, але сильно іонізовану. По-друге, це зумовлено тим, що вона є гарячим воднем, але також і піддається впливу космосу. До того ж внутрішнє ядро нашої планети знаходиться під величезною вагою зовнішнього ядра, мантії та кори. По суті тиск всього цього становить близько 350 гігапаскалів, тобто в 3 мільйони разів перевищує атмосферний тиск на рівні моря.

Дослідники зазначають, що цього достатньо, щоб перетворити суміш заліза та інших елементів з рідкого стану на твердий. Це можна порівняти з тим, як вода закипає на вершині гори за значно нижчих температур, оскільки тиск повітря тут нижче, а високий тиск може підвищувати температуру плавлення речовини.

Так учені можуть вирахувати температуру на межі зовнішнього та внутрішнього ядра, обчисливши тиск у цій точці та оцінивши, наскільки гарячими можуть бути метали у серці планети, залишаючись твердими. Наприклад, безпосередньо на межі ядер тиск трохи нижче, а тому один і той же матеріал перетворюється з твердого на рідину.

Дослідники зазначають, що наука не звикла мати справу з таким тиском, а тому є 10% відхилення в оцінці температури. Втім, навряд чи це може щось змінити. Ядро повільно охолоджується, тому що концентрація радіоактивних елементів, які його нагрівають, падає, тому вважається, що внутрішнє ядро повільно зростає, оскільки за нижчих температур частини зовнішнього ядра тверднуть.

Основна проблема полягає в тому, що вібрації сейсмічних хвиль не сильно відрізняються між твердим об'єктом та надзвичайно в'язкою рідиною. Саме тому дослідники все ще сперечаються, чи справді внутрішнє ядро Землі тверде, чи є надзвичайно в'язкою рідиною.

Якщо внутрішнє ядро планети все ж таки рідке, його в'язкість повинна бути надзвичайно високою. Одна з оцінок передбачає, що вона в мільйон разів вища за основний тон. Також передбачається, що рідке внутрішнє ядро Землі могло б пояснити, чому сейсмічним хвилям потрібно більше часу, щоб пройти через ядро від землетрусу поблизу екватора, ніж від полюса до полюса.

Раніше Фокус писав про те, що вчені виявили, що в центрі ядра Землі прихована величезна залізна куля.