Јадро на Земјата Кој е најдлабокиот дел на нашата планета ДЕР Шпигел
Како откриете од што е составено јадрото на земјата? „Треба ли некој да слезе подолу и да погледне“, во искушение сте да одговорите. На крајот на краиштата, станува збор за градење на сопствена планета - не за starsвезди или егзопланети, оддалечени трилиони километри.
Всушност, на ова прашање не е дефинитивно одговорено со децении. Познато е дека 90 проценти од јадрото на земјата се состои од елементи железо и никел. Но, што е со останатите десет проценти? Земјата ја чуваше оваа тајна за себе до денес - но истражувачите се на трагата на овој трет елемент.
Геофизика, атомска бомба, па повторно геофизика
Потрагата започна пред 65 години, во 1952 година, на Универзитетот Харвард во САД. За време на Втората светска војна, американскиот геофизичар Франсис Бирч во меѓувреме помогнал во изработката на атомската бомба. Сега, по војната, Бреза се врати на истражувањето на земјата.
Уште тогаш се знаеше дека железо и евентуално никел се крие во нивното јадро. Но, кога Бирч ги споредува експерименталните податоци и теоретските предвидувања, открива дека тие двајца не одат заедно.
Во својот есеј тој трезвено забележа: „Се чини можно густината на слојот Е. можеби 10 до 20 проценти помала од густината на железо или никел-железо под истите услови. "Слој Е., ова е јадрото на земјата.
Се бара: третиот елемент
На обичен јазик, ова значи: Ако јадрото се состоеше исклучиво од железо и никел, тоа всушност ќе мора да биде многу погусто отколку што покажуваат податоците за мерењето на Бирч. Така, третиот, лесен елемент треба да се скрие помеѓу тешките железо и никел - така што јадрото како целина станува повеќе меки.
Самиот Бреза предлага јаглерод или силициум како трет елемент. Но, сулфур, кислород и водород се исто така во принцип замисливи, како што пишува истражувачот Томас Дафи во една статија.
Значи има доволно кандидати. Но, Земјата не ја открива својата најдлабока тајна толку лесно. Постојат две причини за ова: растојанието од површината на земјата до јадрото е големо, а условите внатре се екстремни.
Да се дупчи до јадрото на земјата и да се земат примероци - „слези и погледни“ - е невозможно. Најдлабоката дупнатина во светот е длабока дванаесет километри - за да стигнете до јадрото на Земјата ќе мора да вежбате длабоко скоро 3000 километри, како што покажува графиката:
Фото: Шпигел онлајн
Со цел да ги проучат длабоките слоеви на земјата, геофизичарите излегоа со нешто друго. Го слушате „земјотресниот концерт“.
Работи нешто како ова: Сеизмографите се дистрибуираат на површината на земјата како слушатели во концертна сала. Ако има земјотрес на кое било место во светот, брановите се шират низ земјата почнувајќи од епицентарот. Колку е поблизу сеизмографот до епицентарот, толку порано може да се измерат брановите таму. Ако сега комбинирате неколку мерни станици, можете да ги карактеризирате брановите.
Врв: на патот низ земјата, брановите поминуваат низ различните слоеви или се рефлектираат на нив - и затоа носат информации за слоевите кога ќе стигнат до сеизмографот.
Од овие експерименти знаеме дека земјата има кора, мантија и јадро (види го графиконот погоре). Јадрото пак се состои од два дела: цврста топка внатре и течен дел надвор.
Обидете се, обидете се, обидете се
Сепак, само овој метод не е доволен за да се разјасни идентитетот на третиот елемент. Истражувачите не знаат како се однесуваат можните материјали под екстремни услови во јадрото на Земјата. Притисокот таму е три милиони пати поголем од површината на земјата. Температурата е помеѓу 3700 и 6200 степени Целзиусови.
Истражувачите немаат друг избор освен да ги испробаат сите можни комбинации и да видат кои најмногу се совпаѓаат со резултатите од сеизмографите.
Знаците означуваат силикон
Само во последниве години истражувачите успеаја да ги постигнат високите притисоци и температури во лабораторијата и истовремено да ја измерат брзината на брановите во материјалите. „Ова се многу тешки експерименти“, вели геофизичарот Дејвид Руби од Баварскиот гео-институт во Бајројт. Примероците се стегнати помеѓу два полирани дијаманти - само тие можат да го издржат експериментот.
Јапонските истражувачи сега го користеа овој метод за да стават силикон на тест и се уверени дека го нашле третиот елемент. „Ние веруваме дека силициумот е суштински дел“, рече Еиџи Охтани од Универзитетот Тохоку за Би-Би-Си.
„Резултатите се согласуваат со нашите сопствени пресметки“, вели Дејвид Руби, кој не беше вклучен во јапонската студија. Споредбата на мерењата во метеоритите и во наметката на земјата исто така ќе ја поддржи силициумската хипотеза.
Геофизичарите повеќе не веруваат дека јаглеродот, водородот или сулфурот играат голема улога. Според Руби, само еден кандидат сè уште е во трка: кислород. Француските истражувачи ги објавија соодветните резултати во 2013 година.
Понатамошни експерименти се неопходни за да се отстранат овие последни сомнежи во врска со хипотезата за силикон. Затоа е сосема можно загатката на Френсис Бирч да го прослави својот 70-ти роденден за пет години.