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”.
smerf madrala
2013-10-05 at 21:01Czy któryś z mądrych Panów komentatorów może mi powiedzieć co to jest „próżnia wypełniona wodorem”?
NTNWP
2013-04-29 at 04:54Piotr Pocieszyciel: Jakbyś tak wziął kilogram oscypka i zaczął wędrować w głąb Ziemi to za każdym krokiem stawał by się on coraz cięższy, a Ty wraz z nim. Tak by było do połowy odległości pomiędzy powierzchnią Ziemi a jej środkiem. Gdybyś szedł dalej wówczas z każdym krokiem oscypek stawał by się coraz lżejszy, a Ty wraz z nim, bowiem masa ziemska za Twoimi plecami będzie coraz większa od masy do środka planety i grawitacja zacznie działać odwrotnie. Ponieważ Ziemia jest kulą to takie zjawisko zachodzi we wszystkich kierunkach. Zatem im bliżej jej faktycznego środka masa ziemska staje się coraz rzadsza, aż do gazowej, a grawitacja działa tam odśrodkowo (w kierunku na zewnątrz planety). W samym środku Ziemi jest więc próżnia wypełniona powstającym tu wodorem. Stąd panuje tu bardzo wysoka temperatura. Identyczna sytuacja jest na Słońcu inaczej już dawno przestało by świecić. Metaliczne jądra to błędna teoria. Ziemia, Słońce jak i inne tego typu obiekty kosmiczne są znacznie lżejsze niż się powszechnie sądzi.
NTNWP
2013-04-29 at 04:55Do „Ram”: Trochę sprzeczności w tym co piszesz. Skoro środek Ziemi jest próżnią wypełnioną wodorem to rozkład masy i grawitacji nie będzie taki jak podałeś (oscypek do połowy coraz cięższy od połowy lżejszy). Przy obecnej teorii grawitacji z każdym krokiem oscypek powinien być lżejszy, przecież zostawia za sobą masę, której przybywa, niosącemu mu góralowi za plecami – jednostajnie 🙂
NTNWP
2013-04-29 at 04:56Wod: Liniowy spadek siły ciężkości wewnątrz ziemi taki jak w podręczniku do fizyki występuje tylko w jednorodnej kuli. W rzeczywistości po początkowym spadku grawitacja nieznacznie wzrosnie w okolicach jądra wykres nie będzie prostą od zera w środku do g na powierzchni.