Jądro Ziemi jest o tysiąc stopni cieplejsze niż sądzono

Tem­pe­ra­tu­ra wnę­trza Zie­mi wyno­si ponad 6 000 stop­ni Cel­siu­sza. To o tysiąc wię­cej, niż wyka­za­ły eks­pe­ry­men­ty sprzed 20 lat – czy­ta­my w „Scien­ce”.

Jądro Zie­mi skła­da się głów­nie z kuli żela­za o tem­pe­ra­tu­rze powy­żej 4000° C. i ciśnie­niu ponad 1,3 mln atmos­fer. W takich warun­kach obec­ne tam żela­zo jest tak płyn­ne, jak woda w oce­anach. Tak skraj­ne warun­ki panu­ją jed­nak wyłącz­nie w samym cen­trum Zie­mi, gdzie ciśnie­nie i tem­pe­ra­tu­ra są nawet jesz­cze wyż­sze, a żela­zo przyj­mu­je postać sta­łą. Gru­bość sta­łej i płyn­nej czę­ści jądra Zie­mi naukow­cy zna­ją dzię­ki ana­li­zom fal sej­smicz­nych, powsta­ją­cych przy oka­zji trzę­sień Zie­mi, prze­cho­dzą­cych przez naszą pla­ne­tę. Wie­my też, jak wraz z głę­bo­ko­ścią rośnie ciśnie­nie wewnątrz Zie­mi. Bada­nia fal nie pozwa­la­ły jed­nak poznać war­to­ści tem­pe­ra­tur.

Naukow­cy od daw­na pró­bo­wa­li usta­lić, jak żela­zne jądro Zie­mi zacho­wu­je się w skraj­nych warun­kach zwią­za­nych z tem­pe­ra­tu­ra­mi i ciśnie­niem. Wie­le dotych­cza­so­wych badań w tym kie­run­ku dawa­ło jed­nak sprzecz­ne wyni­ki.

Tym razem Simo­ne Anzel­li­ni (kon­takt) z Com­mis­sa­riat à l’Éner­gie Ato­mi­que we Fran­cji i jej współ­pra­cow­ni­cy symu­lo­wa­li zwią­za­ne z top­nie­niem zacho­wa­nie meta­licz­ne­go żela­za w jądrze Zie­mi. Naukow­cy bada­li żela­zo, pod­da­jąc je dzia­ła­niu ciśnie­nia się­ga­ją­ce­go 200 giga­pa­ska­li (rów­ne mniej wię­cej 2 mln atmos­fer). Odpo­wia­da to ciśnie­niu, jakie panu­je w gór­nej jed­nej czwar­tej jądra Zie­mi. Tak skraj­ne warun­ki mogli uzy­skać, wyko­rzy­stu­jąc urzą­dze­nie zwa­ne dia­men­to­wym ima­dłem, roz­grze­wa­ne lase­rem. Korzy­sta­jąc z dyfrak­to­me­trii rent­ge­now­skiej pod­glą­da­li też zmia­ny, jakie w tak skraj­nych warun­kach mogą zacho­dzić w żela­znym jądrze.

Wyni­ki uzy­ska­ne w ska­li labo­ra­to­ryj­nej Anzel­li­ni i jej współ­pra­cow­ni­cy prze­nie­śli na ska­lę zbli­żo­ną do real­nej. Dzię­ki temu okre­śli­li tem­pe­ra­tu­rę żela­za w momen­cie, gdy top­nie­je ono w wewnętrz­nych gra­ni­cach jądra Zie­mi (na gra­ni­cy pomię­dzy wewnętrz­ną, sta­łą – a zewnętrz­ną, płyn­ną czę­ścią jądra).

Ich zda­niem panu­je tam tem­pe­ra­tu­ra ok. 6000° C – o wie­le wyż­sza, niż to wyni­ka­ło z tra­dy­cyj­nych osza­co­wań. Wynik zga­dza się z nie­daw­ny­mi obli­cze­nia­mi pro­wa­dzo­ny­mi przez eks­per­tów w dzie­dzi­nie mecha­ni­ki kwan­to­wej.

Nowe wyni­ki poma­ga­ją zawę­zić moż­li­wy zakres tem­pe­ra­tur w jądrze Zie­mi. Wie­dza na temat panu­ją­cych tam pro­ce­sów poma­ga lepiej zro­zu­mieć fakt ist­nie­nia pola magne­tycz­ne­go.

PAP za maga­zy­nem Scien­ce.
Fran­cu­ska Komi­sja Ener­gii Alter­na­tyw­nych i Ener­gii Ato­mo­wej – Com­mis­sa­riat à l’Éner­gie Ato­mi­que.

To 1,5‑minutowy frag­ment 13-odcin­ko­wej, nowej super­pro­duk­cji popu­lar­no­nau­ko­wej „Kosmos”, pre­zen­to­wa­nej na kana­le Natio­nal Geo­gra­phic, opi­su­ją­cy Tyta­na. Jej gospo­da­rzem jest astro­fi­zyk i pisarz Neil deGras­se Tyson, kon­ty­nu­ator słyn­ne­go (w Pol­sce nie­zna­ne­go) seria­lu z lat 80. prof. Car­la Saga­na „Cosmos: A Per­so­nal Voy­age”.