, ,

Μελέτη: Επιστήμονες βρήκαν τον πυρήνα… του πυρήνα της Γης

Κανείς δεν έχει ταξιδέψει ποτέ στο κέντρο της Γης, αλλά οι φυσικοί κατάφεραν να υπολογίσουν την πιθανή δομή του.

Είναι ήδη ευρέως γνωστό ότι η Γη έχει έναν εσωτερικό πυρήνα, μια συμπαγή μεταλλική μπάλα κατασκευασμένη κυρίως από σίδηρο πλάτους περίπου 1.500 μιλίων.

Αλλά μια νέα μελέτη δείχνει ότι υπάρχει ακόμα μια πυκνή σφαίρα μέσα σε αυτόν τον πυρήνα – ένας «εσώτερος πυρήνας» που έχει πλάτος λίγο περισσότερο από 800 μίλια.

Advertisment

Οι ερευνητές λένε ότι αυτή η «κεντρική μπάλα» είναι συμπαγής, αλλά ότι έχει μια διαφορετική, ακόμη άγνωστη δομή σε σχέση με τον εσωτερικό πυρήνα που την περιβάλλει.

Η παρουσία και το μέγεθος ενός ξεχωριστού εσωτερικού πυρήνα μέσα στον εσωτερικό πυρήνα,  αποτελεί μια υπόθεση εδώ και καιρό και αποτελεί αντικείμενο συζήτηση και επιστημονικής διαμάχης.

Ο εσωτερικός πυρήνας υπάρχει ως ένα ενιαίο σώμα, με τον εξωτερικό πυρήνα να τον περιβάλλει, τον μανδύα να τον περιβάλλει και τον φλοιό που περιβάλλει τον μανδύα
Αυτή η εικόνα δείχνει σεισμικά κύματα, που προκαλούνται από έναν σεισμό στην Αλάσκα. Ταξιδεύουν μέσα από τον πιο εσωτερικό πυρήνα της Γης πριν «αναπηδήσουν» πίσω στην Αλάσκα (η προέλευση του σεισμού)

Η νέα μελέτη πραγματοποιήθηκε από γεωλόγους της Ερευνητικής Σχολής Επιστημών της Γης του Εθνικού Πανεπιστημίου της Αυστραλίας στην Καμπέρα της Αυστραλίας.

Advertisment

«Έχουμε τώρα αρκετά σεισμολογικά στοιχεία από πολλές διαφορετικές γραμμές έρευνας σχετικά με την ύπαρξη του IMIC  (εσώτατο πυρίνα), λένε στην εργασία τους, που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications .

«Τα ευρήματα… ελπίζουμε ότι θα εμπνεύσουν περαιτέρω έλεγχο των υπαρχόντων σεισμικών αρχείων για την αποκάλυψη κρυμμένων σημάτων που ρίχνουν φως στο βαθύ εσωτερικό της Γης».

Για εκατοντάδες χρόνια έχει γίνει αποδεκτό ότι η Γη αποτελείται από τρία διαφορετικά στρώματα – τον ​​φλοιό, τον μανδύα και τον πυρήνα, ο οποίος αργότερα διαχωρίστηκε σε «εσωτερικό» και «εξωτερικό».

Τόσο ο εσωτερικός όσο και ο εξωτερικός πυρήνας αποτελούνται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο, αλλά ο εσωτερικός πυρήνας είναι υπό έντονη πίεση, η οποία τον διατηρεί σταθερό παρά τις υψηλές θερμοκρασίες.

Οι θερμοκρασίες στον εσωτερικό πυρήνα πιθανότατα κυμαίνονται από 3.700°C έως 7.700°C (6.700°F έως 14.000°F), ενώ ο εξωτερικός πυρήνας εκτιμάται ότι είναι 2.700°C έως 4.200°C (4.900°F έως 7.600°F).

Οι επιστήμονες γνωρίζουν για τους πυρήνες του πλανήτη μετρώντας τις αλλαγές στα σεισμικά κύματα που δημιουργούνται από τους σεισμούς που διέρχονται από τον εσωτερικό πυρήνα.

Αυτά τα σήματα κυμάτων καταγράφονται από ανιχνευτές που βρίσκονται σε όλο τον πλανήτη.

Για τη μελέτη, η ομάδα συγκέντρωσε δεδομένα από υπάρχοντες ανιχνευτές για να μετρήσει τους διαφορετικούς χρόνους άφιξης των σεισμικών κυμάτων ενέργειας που δημιουργούνται από τους σεισμούς καθώς ταξίδευαν στη Γη.

Διαδρομές ακτίνων πενταπλάσιων αντηχούμενων κυμάτων κατά μήκος της διαμέτρου της Γης παρέχουν έναν νέο ανιχνευτή στο ξεχωριστό εσωτερικό κέλυφος του εσωτερικού πυρήνα της Γης – τον «εσώτατο πυρήνα»
Οι ειδικοί συγκέντρωσαν δεδομένα από υπάρχοντες ανιχνευτές για να μετρήσουν τους διαφορετικούς χρόνους άφιξης των σεισμικών κυμάτων ενέργειας που δημιουργούνται από τους σεισμούς καθώς ταξίδευαν στη Γη. Εδώ, τα μαύρα ανεστραμμένα τρίγωνα υποδηλώνουν τους σεισμικούς σταθμούς

Παρατήρησαν για πρώτη φορά τα κύματα να ταξιδεύουν πέρα ​​δώθε από τη μια πλευρά του πλανήτη στην άλλη έως και πέντε φορές.

Οι χρόνοι ταξιδιού των κυμάτων υποδηλώνουν την παρουσία ενός διακριτού εσωτερικού κελύφους, χωριστού από το εξωτερικό στρώμα του εσωτερικού πυρήνα.

«Αυτό που διαφοροποιεί δύο περιοχές των εσωτερικών πυρήνων είναι μια φυσική ιδιότητα γνωστή ως ανισοτροπία, όχι χημικές συνθέσεις ή υγρές ή στερεές καταστάσεις», δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης Thanh-Son Pham στο MailOnline.

Πιστεύουμε ότι είναι και τα δύο στερεά και έχουν παρόμοιες χημικές συνθέσεις“.

«Η διαφορά στην κατεύθυνση που ταξιδεύει το σεισμικό κύμα πιο αργά μέσα από τα υλικά διαφοροποιεί τις δύο περιοχές του εσωτερικού πυρήνα της Γης».

Η Γη ανακαλύφθηκε ότι έχει έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα διαφορετικό από τον υγρό εξωτερικό πυρήνα της το 1936, από τη Δανή σεισμολόγο Inge Lehmann.

Θεωρήθηκε ότι ο πυρήνας της Γης ήταν μια ενιαία λιωμένη σφαίρα, αλλά ο Lehmann συνήγαγε τον συμπαγή εσωτερικό πυρήνα μελετώντας σεισμογράμματα από σεισμούς στη Νέα Ζηλανδία.

Οι επιστήμονες αναφέρουν, ότι υπάρχει ένας πιο εσωτερικός πυρήνας με διακριτές φυσικές ιδιότητες σε σχέση με τον υπόλοιπο εσωτερικό πυρήνα – αν και ποιες ακριβώς είναι αυτές οι ιδιότητες είναι περισσότερο μυστήριο.

Το 2021, μια άλλη ομάδα ερευνητών στο ANU «επιβεβαίωσε» την ύπαρξη του πιο εσώτερου εσωτερικού πυρήνα με βάση στοιχεία από σεισμικά κύματα.

Εντόπισαν αλλαγές στη δομή του σιδήρου εντός του εσωτερικού πυρήνα που υποδηλώνουν μια «οριακή γραμμή» περίπου 404 μίλια (650 χιλιόμετρα) από το κέντρο της Γης – με άλλα λόγια, μια μπάλα διαμέτρου 807 μιλίων ακριβώς στο κέντρο του πλανήτη.

Το PKIKP είναι η φάση που ταξιδεύει ως κύμα P από την πηγή μέσω του μανδύα, του εξωτερικού πυρήνα, του εσωτερικού πυρήνα, του εξωτερικού πυρήνα και του μανδύα ξανά στην πορεία του πίσω στην επιφάνεια

Ο «αινιγματικός» εσωτερικός πυρήνας της Γης αντιπροσωπεύει λιγότερο από το 1 τοις εκατό του όγκου της Γης, αλλά είναι μια «χρονοκάψουλα της ιστορίας του πλανήτη μας», λένε οι συγγραφείς αυτής της νέας μελέτης.

Η ανίχνευση του κέντρου της Γης είναι κρίσιμης σημασίας για την κατανόηση του σχηματισμού και της εξέλιξης της Γης στο μακρινό παρελθόν, επομένως θα απαιτηθεί περισσότερη έρευνα για να προσδιοριστούν περισσότερα σχετικά με τον πιο εσωτερικό πυρήνα.

«Υπάρχουν ακόμη σημαντικά άγνωστα στοιχεία που σχετίζονται με την ακτίνα IMIC, τη φύση της μετάβασης στον εξωτερικό εσωτερικό πυρήνα και τις ακριβείς ανισότροπες ιδιότητές του, όπως η ισχύς και οι γρήγορες και αργές κατευθύνσεις», λένε οι ερευνητές.

Αυτά τα θέματα εξακολουθούν να εμπνέουν περαιτέρω έρευνες.

Ο ΥΓΡΟΣ ΠΥΡΗΝΑΣ ΣΙΔΗΡΟΥ ΤΗΣ ΓΗΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙ ΤΟ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

Το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας πιστεύεται ότι δημιουργείται βαθιά στον πυρήνα της Γης.

Κανείς δεν έχει ταξιδέψει ποτέ στο κέντρο της Γης, αλλά μελετώντας τα ωστικά κύματα από τους σεισμούς, οι φυσικοί κατάφεραν να υπολογίσουν την πιθανή δομή του.

Στην καρδιά της Γης βρίσκεται ένας συμπαγής εσωτερικός πυρήνας, τα δύο τρίτα του μεγέθους της σελήνης, κατασκευασμένος κυρίως από σίδηρο.

Στους 5.700°C, αυτός ο σίδηρος είναι τόσο καυτός όσο η επιφάνεια του Ήλιου, αλλά η πίεση σύνθλιψης που προκαλείται από τη βαρύτητα τον εμποδίζει να γίνει υγρό.

Γύρω από αυτόν τον εξωτερικό πυρήνα υπάρχει ένα στρώμα πάχους 1.242 μιλίων (2.000 km) από σίδηρο, νικέλιο και μικρές ποσότητες άλλων μετάλλων.

Το μέταλλο εδώ είναι ρευστό, λόγω της χαμηλότερης πίεσης από τον εσωτερικό πυρήνα.

Οι διαφορές στη θερμοκρασία, την πίεση και τη σύνθεση στον εξωτερικό πυρήνα προκαλούν ρεύματα μεταφοράς στο λιωμένο μέταλλο καθώς η δροσερή, πυκνή ύλη βυθίζεται και η θερμή ύλη ανέρχεται.

Η δύναμη «Coriolis», που προκαλείται από την περιστροφή της Γης, προκαλεί επίσης στροβιλιζόμενες δίνες.

Αυτή η ροή υγρού σιδήρου δημιουργεί ηλεκτρικά ρεύματα, τα οποία με τη σειρά τους δημιουργούν μαγνητικά πεδία.

Τα φορτισμένα μέταλλα που διέρχονται από αυτά τα πεδία συνεχίζουν να δημιουργούν τα δικά τους ηλεκτρικά ρεύματα και έτσι ο κύκλος συνεχίζεται.

Αυτός ο αυτοσυντηρούμενος βρόχος είναι γνωστός ως γεωδύναμο.

Η σπειροειδής κίνηση που προκαλείται από τη δύναμη Coriolis σημαίνει ότι τα ξεχωριστά μαγνητικά πεδία είναι χονδρικά ευθυγραμμισμένα προς την ίδια κατεύθυνση, με το συνδυασμένο τους αποτέλεσμα να δημιουργεί ένα τεράστιο μαγνητικό πεδίο που κατακλύζει τον πλανήτη.

Λάβετε καθημερινά τα άρθρα μας στο e-mail σας

Σχετικά θέματα

Κολώνα: Το πρώτο σημαντικό αξιοθέατο που θα συναντήσετε στην Αίγινα (βίντεο)
Μαρία Καβογιάννη: Συγκλονιστικό γκράφιτι με το πρόσωπό της στέλνει μήνυμα κατά της κακοποίησης των γυναικών
Πώς να προφυλάξουμε τα κατοικίδιά μας από την υπερβολική ζέστη
Ιστορικό χρυσό μετάλλιο για την Εθνική ομάδα στην καλλιτεχνική κολύμβηση

Πρόσφατα Άρθρα

Εναλλακτική Δράση