Всё это благодаря тому, что ученые смогли рассчитать массу Земли. Она установлена исходя из особенностей гравитации планеты, и составляет 5,9 секстиллиона тонн. Чтобы проще было понять, к числу 59 нужно дописать 20 нулей. Вот такая «лёгкая» планета. Но на земной поверхности нет такой массы.
Из чего следует вывод, что внутри планеты находится очень тяжелый материал, который располагается по направлению к ее центру. Теория о том, что ядро примерно на 80% состоит из железа в основном строится на наличии данного элемента в огромном количестве вокруг нас.
Возможно, когда образовалась наша планета этот элемент был стянут к ее центру. Плотность железа и его содержание в ядре объясняет огромную массу Земли.
Тогда возникает вопрос: почему железо в какой-то момент перестало притягиваться к ядру? Всё дело в горных породах (силикатах), покрывающих большую часть планеты. Они препятствуют этому процессу. Учёные провели исследования, чтобы объяснить, что происходит с железом и силикатами в ядре.
Для создания высокого давления были использованы алмазы, под их воздействием расплавленное железо удалось протолкнуть сквозь силикаты. Получается, что железо могло достигать ядра Земли при определенных условиях.
Каков размер ядра и на какой глубине оно находится
О том, каков размер ядра и на какой глубине оно находится известно благодаря сейсмологии. Колебания и подземные толчки позволяют установить многое. Когда на одном участке планеты происходит толчок, в противоположной стороне Земли можно уловить определенный «звук».
Существуют S-волны, которые под это правило не подпадают. Они исчезали, не появляясь в положенном месте, поскольку не могли проходить сквозь жидкость. Создание карты следования этих волн позволило понять, что на определенном расстоянии от поверхности породы расплавлены.
В 30-х годах века были обнаружены P-волны. Они могли проходить сквозь ядро из чего было сделано предположение, что оно состоит из двух частей. Внешний слой расплавленный и находится в 3 тысячах километров от поверхности планеты, а внутренний — твердый, расположен в 5 тысячах километров.
Эта теория подтвердилась спустя 40 лет. Но не только подземные толчки могут в отслеживании данных. В результате ядерных взрывов также образуются волны, которые могут изучать сейсмологи.
Температура ядра
Для установления температуры ядра пришлось потратить немало времени и сил. Было решено воссоздать процессы, происходящие в недрах Земли. Для этого необходимо было подвергнуть железо давлению, которое было в ядре. После проведения эксперимента стало ясно, что температура расплавленного железа в ядре составляет около 6000-6200° С. В то время как температура его плавления — 1538° С.
Температура ядра поддерживается благодаря теплу, которое выделилось в процессе образования Земли. Также тепло образуется при распаде радиоактивных элементов и в результате других процессов. Остывание ядра происходит, но очень медленно. В среднем за 1 миллиард лет температура снижается на 100° С.
Знания о температуре ядра очень важны, ведь этот параметр влияет на процесс прохождения волн сквозь него. Если бы ядро было только из железа, то Р-волны проходили бы через него гораздо быстрее. Ученые пытаются рассчитать, какой именно элемент примешан к железу. Теория о том, что этот элемент — это никель, не нашла подтверждения при расчетах.
Пока ученые пытаются подобрать элементы, которые подходили бы по всем параметрам и могли бы замедлять прохождение волн. Сделать это сложно быть может еще и потому, что свойства элементов могут быть не такими, как у абсолютно твердых веществ. Ведь ядро находится внутри внешнего расплавленного ядра.
Есть ещё много вопросов, ответы на которые ученым предстоит найти. Но и на сегодняшний день уже известно многое, особенно если учитывать, что добраться до недр нашей планеты пока не представляется возможны
