Šta je u centru Zemlje?

Čovek može doći do svih krajeva naše planete. Pobedio je zemlju, letio u vazduh i sišao na dno okeana. Čak je uspeo da uđe u svemir i sleti na mesec. Ali niko nije mogao doći do jezgra naše planete.

Misterije planete

Nismo mogli ni da se približimo. Centar naše planete nalazi se na udaljenosti od 6000 kilometara od svoje površine, pa čak i spoljni deo jezgra nalazi se na 3000 kilometara niže od života. Najgluplji bunar koji je osoba ikad uspela da se uradi nalazi se na teritoriji Rusije, ali se smanjuje na oko 12,3 kilometara.

Svi značajni događaji na planeti se takođe dešavaju bliže površini. Lava, koja izbija vulkane, dolazi do tečne države na dubini od nekoliko stotina kilometara. Čak i dijamanti, koji zahtevaju toplotu i pritisak, formiraju se na dubini od 500 kilometara.

Sve što je ispod je omotano u misteriji. I čini se nerazumljivim. A ipak znamo iznenađujuće mnogo o jezgru Zemlje. Naučnici čak imaju ideju o tome kako se njegovo formiranje dogodilo pre više milijardi godina. A sve ovo bez jednog fizičkog uzorka. Ali kako je otkriveno?

Masa Zemlje

Dobar način je razmišljati o masi koju Zemlja ima. Možemo proceniti masu naše planete posmatrajući uticaj svoje gravitacije na objekte koji su na površini. Ispada da je masa Zemlje 5,9 sextillion tona. Ovaj broj je 59, a zatim 20 nula. I nema znakova da na njenoj površini postoji nešto masivno.

Gustina materijala na površini Zemlje je u proseku znatno niža od gustine planete. To znači da postoji nešto u sebi sa mnogo većom gustinom.

Pored toga, većina mase Zemlje bi trebalo da bude smeštena prema centru. Prema tome, sledeći korak je saznati koji teški metali formiraju svoje jezgro.

Kompozicija jezgra Zemlje

Naučnici sugerišu da je jezgro Zemlje skoro sigurno sastavljeno od gvožđa. Veruje se da njen broj dostigne 80%, mada je tačna brojka i dalje tema za raspravu.

Glavni dokaz toga je ogromna količina gvožđa u svemiru. Ovo je jedan od deset najčešćih elemenata u našoj galaksiji i često se nalazi u meteoritima. S obzirom na ovaj broj, na površini Zemlje gvožđe je mnogo manje uobičajeno nego što bi se očekivalo. Dakle, postoji teorija koja je, kada se formiranje Zemlje desilo pre 4,5 milijardi godina, većina gvožđa bila sadržana u jezgru.

Zbog toga jezgro čini najveći deo mase naše planete, a većina gvožđa je takođe u njemu. Gvožđe je relativno gusti element u prirodnim uslovima, a pod snažnim pritiskom u centru Zemlje ima još veću gustinu. Dakle, sva ova masa koja ne stiže do površine pada na gvozdeno jezgro. Ali postavlja se pitanje. Kako se dogodilo da je najveći deo gvožđa koncentrisan u jezgru?

Tajne formiranja jezgra Zemlje

Gvožđe je nekako bukvalno gravitirao prema centru Zemlje. A ne odmah možete razumeti kako se to desilo.

Većina preostale mase Zemlje sastoji se od stijena zvanih silikati, a staklo gvožđe pokušava proći kroz njih. Kao što je voda u stanju da formira kapljice na mastnoj površini, gvožđe se sakuplja u male rezervoare, od kojih se više ne može širiti ili se troše.

Naučnici su na Univerzitetu Stanford u Kaliforniji (SAD) pronašli moguće rješenje. Oni su bili zainteresovani za ono što se dešava kada i gvožđe i silikati podležu jakom pritisku, kao što je to bilo nekad u centru Zemlje. Naučnici su uspeli da primoraju gvožđe da prođe kroz silikat, stvarajući pritisak pomoću dijamanata. Zapravo, visok pritisak menja interakciju gvožđa i silikata. Pri većim pritiscima, stvorena je staljena mreža. Stoga se može pretpostaviti da je tokom milijardi godina gvožđe postepeno gurnulo kroz stijene sve dok nije stiglo do jezgra.

Dimenzije jezgra

Možda ste i iznenađeni kako naučnici znaju veličinu jezgra. Ono što ih čini da misle da se nalazi na dubini od 3000 kilometara od površine. Odgovor je u seizmologiji.

U slučaju zemljotresa, udarni talasi se raspadaju po celoj planeti. Seizmologi evidentiraju ove fluktuacije. Ovo je ista ako udjemo sa jedne strane planete s velikim čekićem, a s druge strane smo slušali buku koja je stvorena.

Ogromna količina podataka dobijena je tokom zemljotresa u Čileu, što se desilo 1960. godine. Sve seizmološke stanice na Zemlji su mogle da snimaju potres od ovog zemljotresa. U zavisnosti od pravca koje te vibracije uzimaju, one prolaze kroz različite delove Zemlje, a ovo utiče na to kako oni "zvuku" negde drugde na planeti.

Na samom početku istorije seizmologije postalo je jasno da se neke fluktuacije izgube. Očekivalo se da će se takozvani S-talasi pojaviti sa druge strane planete, ali se to nikada nije dogodilo. Razlog za ovo je bio jednostavan. S-talasi se mogu reflektovati samo kroz čvrsti materijal i to ne bi mogli učiniti kroz tečnost. Tako su morali prolaziti kroz nešto što se istopilo u središtu Zemlje. Istražujući puteve S-talasa, utvrđeno je da se čvrsta stena pretvara u tečnost na rastojanju od 3000 kilometara ispod. To nam je omogućilo da pretpostavimo da je jezgro Zemlje tekućina. Ali seizmologi su čekali još jedno iznenađenje.

Jezgro struktura Zemlje

Tokom tridesetih godina, danski seizmolog Inge Lehmann je primetio da se drugi valovi, zvani P-talasi, mogu proći kroz jezgro Zemlje i biti otkriveni na drugoj strani planete. Tako su naučnici došli do zaključka da je jezgro podeljeno na dva sloja. Unutrašnje jezgro, koje počinje na dubini od oko 5000 kilometara od površine, zapravo je čvrsta. Ali spoljni je stvarno u tečnoj državi. Ova ideja potvrđena je 1970. godine, kada su osjetljiviji seizmografi otkrili da P-talasi zapravo prolaze kroz jezgro, au nekim slučajevima odstupaju od toga pod uglom. Naravno, i dalje su mogli čuti na drugoj strani planete.