Tại sao lõi của trái đất. Bí ẩn về lõi trái đất: từ trường của hành tinh chúng ta đến từ đâu

Tôi sẽ cố gắng giải thích bằng ví dụ về một lưu vực.

Sai lầm đầu tiên - sự thật không được thu thập.

Chúng rất không đồng nhất và tự nhóm lại thành các hệ thống ở những khoảng cách khác nhau so với trung tâm kiến ​​thức lịch sử. Nó là quan trọng nhất. Khoa học không thu thập các sự kiện dưới lưu vực, nó điều chỉnh lưu vực theo các sự kiện. Bạn nghĩ khác và làm ngược lại, đây là một ảo tưởng, bởi vì bạn ném ra những sự thật chắc chắn sẽ mâu thuẫn với lưu vực của bạn, tức là bạn không nhìn thấy những sự thật này, bạn phớt lờ chúng.

Hơn nữa, mọi thứ phụ thuộc vào giai đoạn nhận thức, nhiều lưu vực được tìm thấy, những lưu vực bao trùm hầu hết các sự kiện được chấp nhận là tương đối đúng và sau đó được sử dụng làm kiến ​​​​thức tương đối, trong thực tế trở thành kiến ​​​​thức tuyệt đối và những sự thật không rơi vào sự chú ý trên thực tếđược khai báo là lỗi, ví dụ: 49%, 30%, v.v. đến 0% (đây là phản ánh tiến trình của các lưu vực, điều này là không thể với suy nghĩ mà bạn có). Và bạn chỉ thấy điều này, bởi vì bạn được dạy ở trường rằng kiến ​​​​thức này là bất biến, nó chỉ là một đặc điểm của phương pháp giảng dạy, bạn thường xuyên bị lừa dối rằng kiến ​​​​thức này là tuyệt đối, và khoa học nói chung nói rằng kiến ​​​​thức này là tương đối, điều này là bình thường, bởi vì bộ não của chúng ta được sắp xếp theo cách này, cách khác nó không thể học, không phải khoa học không hoàn hảo, mà bộ não của chúng ta không hoàn hảo. Và chỉ trong một chuyên ngành hẹp, bộ não mới bắt đầu suy nghĩ theo các khái niệm khoa học trừu tượng, đây là những chuyên gia, đây là điều tôi đã nói ở trên.

Nhưng đây là thực tế, và lý thuyết khoa học, mà chúng ta đang nói về việc dần dần tìm ra ngày càng nhiều lưu vực mới, tìm thấy cái cuối cùng chứa TẤT CẢ các sự kiện từ một nhóm nhất định ở một khoảng cách nhất định, trước đó các lưu vực đó được gọi là giả thuyết, và lưu vực lớn này được gọi là lý thuyết (đây là cách phân loại cũ, ngày nay mọi thứ đều là giả thuyết), và quan trọng nhất, nó dự đoán TẤT CẢ các sự kiện mới xuất hiện trong một nhóm nhất định, ở một khoảng cách nhất định.

Ngày nay chúng ta đang ở giai đoạn của một siêu lưu vực trong hầu hết các lĩnh vực kiến ​​​​thức, và những gì bạn đưa ra là những lưu vực cũ không còn cần thiết nữa, vì chúng không hiệu quả, tức là không phải sự thật bị loại bỏ mà là những lưu vực.

Bây giờ, hơn nữa, ngay sau khi chúng tôi hiểu được một nhóm sự kiện, chúng tôi bắt đầu thấy một nhóm sự kiện khác, được nhóm lại ở khoảng cách xa hơn so với trung tâm kiến ​​thức và chúng tôi đơn giản là không thể đo lường và nhìn thấy trước đó và xây dựng các giả thuyết về chúng dựa trên các sự kiện nằm ở biên giới, nghĩa là có một khối lượng lưu vực không có thực tiễn, ở mức độ lớn hơn hoặc thấp hơn, bao trùm toàn bộ các sự kiện gián tiếp xuất phát từ các sự kiện biên giới để quan sát. Cho đến khi một lưu vực xuất hiện sẽ giải thích tất cả chúng, tất cả những sự thật gián tiếp mà chúng ta không thể nhìn thấy, nhưng chúng ta có thể thấy mối quan hệ của chúng với cả những sự thật mà chúng ta đã biết trước đó và với nhau. Lưu vực này có thể mâu thuẫn hoàn toàn với lưu vực lớn trước đó, bởi vì do khoảng cách, các quy luật theo đó các nhóm sự kiện luôn khác nhau, đôi khi trái ngược nhau.

Ví dụ, đây là các lý thuyết của Newton (megatazik) và Einstein (megatazik gián tiếp mới), chúng đối lập nhau và đồng thời là khách quan. Dần dần, do sự tiến bộ theo hướng nhận thức thường song song, chúng ta đã bắt đầu thấy các sự kiện trực tiếp chứ không phải sự thật gián tiếp, nghĩa là ranh giới của cái có thể quan sát được đang tăng lên, và nếu bạn nhận thức được, thì MỌI THỨ trong thuyết tương đối rộng ngày nay đã được xác nhận bằng thực nghiệm, ngay khi một công cụ xuất hiện có thể xác nhận điều này, tức là một sự thật có thể quan sát được chứ không phải một sự thật gián tiếp.

Chu kỳ này là vô tận, đây là sự đảm bảo cho hiệu quả của phương pháp nhận thức khoa học, nếu chúng ta không nhìn thấy sự thật và không thể gián tiếp tìm thấy nó, thì chúng ta thậm chí không nhìn theo hướng của nó và đừng lo lắng, bởi vì nó không thể được sử dụng trong thực tế. Đây là sự khác biệt với đức tin, khi một thực tế như vậy được phát minh ra. Đó là, đối với câu hỏi liệu có một vị thần, khoa học nói rằng tôi không biết về lý thuyết, nhưng trong thực tế thì nó nói không, nhưng đây là kiến ​​​​thức tương đối, ngay khi một sự thật phát sinh trong một lĩnh vực kiến ​​​​thức đã biết, chúng tôi sẽ xem xét lại hoàn toàn mọi thứ.

Một khía cạnh quan trọng khác là dự đoán, nếu một sự thật mới xuất hiện trong một nhóm sự kiện đã được đưa vào một nhóm sự kiện được nghiên cứu kỹ lưỡng ở một khoảng cách nhất định, đã bao trùm cả lưu vực lớn, thì lý thuyết bị tuyên bố là không hợp lệ và khoa học hoàn toàn thay đổi, lưu vực lớn cũ bị loại bỏ, nhưng lưu vực thông thường bị loại bỏ cũ không được định vị, điều này đã đánh bại lưu vực lớn, vì nó không tương ứng với nhiều sự kiện cũ hơn, nhưng một lưu vực mới được tạo ra, có thể TƯƠNG TỰ với các lưu vực cũ và những người không chuyên bắt đầu hét lên rằng khoa học bản thân nó không biết mình muốn gì và mọi kiến ​​thức khoa học đều là nhảm nhí và các nhà khoa học luôn nói dối. Đây cũng là một sai lầm do chúng ta nghĩ theo kiểu loại suy, chúng ta nghĩ theo kiểu tương đồng, đây là cách sắp xếp các mạch thần kinh.

Nhưng chúng ta không biết rằng những sự kiện mới này trong nhóm sự kiện đã biết là một phần của nhóm sự kiện mới và có thể nói là phần nổi của tảng băng trôi hay một phần của nhóm cũ.

Trường hợp thứ nhất là thuyết tương đối rộng, trường hợp thứ hai là thuyết tiến hóa chẳng hạn.

Đó là lý do tại sao trên lý thuyết chúng ta luôn nói rằng chúng ta không biết gì, chúng ta không biết Newton hay Darwin đúng, nhưng trên thực tế, chúng ta nói rằng có, họ đúng và khách quan, và đây là điều được dạy ở trường, điều này càng khiến học sinh bối rối hơn. Vì họ đã tìm thấy một loạt các sự thật bác bỏ cả Newton và Darwin, nhưng hóa ra chúng lại thuộc một nhóm sự thật khác, chủ yếu là ở ranh giới giữa chúng. Cái này gọi là sàng lọc lý thuyết, ví dụ Darwin có thuyết tiến hóa tổng hợp, thuyết cân bằng dấu chấm câu và thuyết tiến hóa hiện đại, trong đó có sự di truyền các tính trạng thu được, v.v., cái mà các thuyết trước đều phủ nhận và phủ nhận đúng, thang đo chỉ là khác nhau.

Các nhà khoa học dường như có một lời giải thích mới về lý do tại sao lõi Trái đất vẫn ở thể rắn, mặc dù thực tế là nhiệt độ của nó cao hơn nhiệt độ của bề mặt Mặt trời. Hóa ra điều này có thể là do kiến ​​trúc nguyên tử của "quả cầu" sắt kết tinh nằm ở trung tâm hành tinh của chúng ta.

Các nhà nghiên cứu cho rằng lõi trái đất có thể được đặc trưng bởi trạng thái nguyên tử chưa từng thấy trước đây cho phép nó chịu được nhiệt độ và áp suất đáng kinh ngạc vốn là đặc trưng, ​​theo tính toán, cho trung tâm hành tinh của chúng ta. Nếu các nhà khoa học đúng ở điểm này, thì điều này có thể giúp giải quyết một bí ẩn khác đã ám ảnh hàng thập kỷ.

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Hoàng gia Thụy Điển ở Stockholm đã sử dụng Triolith, một trong những siêu máy tính mạnh nhất của nước này, để mô phỏng một quá trình nguyên tử có thể diễn ra ở độ sâu 6.400 km bên dưới bề mặt trái đất. Như với bất kỳ kim loại nào khác, cấu trúc nguyên tử của sắt có thể thay đổi dưới ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ và áp suất. Ở nhiệt độ phòng và ở áp suất bình thường, sắt ở trong cái gọi là pha lập phương tâm khối (BCC) của mạng tinh thể. Tuy nhiên, dưới áp suất cao, mạng biến đổi thành một pha đóng kín hình lục giác. Các thuật ngữ này mô tả sự sắp xếp của các nguyên tử trong mạng tinh thể của kim loại, do đó, chịu trách nhiệm về độ bền và các tính chất khác của nó, chẳng hạn như liệu kim loại trong trường hợp này có ở trạng thái rắn hay không.

Trước đây người ta tin rằng trạng thái rắn, kết tinh của sắt trong lõi Trái đất là do nó ở trong pha đóng kín hình lục giác của mạng tinh thể, vì các điều kiện cho bcc ở đây quá không ổn định. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới có thể chỉ ra rằng môi trường ở trung tâm hành tinh của chúng ta thực sự cứng lại và cô đặc trạng thái của BCC chứ không phá hủy nó.

“Dưới các điều kiện của lõi trái đất, mạng lưới bcc của sắt thể hiện một kiểu khuếch tán nguyên tử chưa từng thấy trước đây. Giai đoạn bcc diễn ra theo phương châm "Cái gì không giết được tôi sẽ khiến tôi mạnh mẽ hơn." Trưởng nhóm nghiên cứu Anatoly Belonoshko cho biết, sự không ổn định có thể làm gián đoạn pha bcc ở nhiệt độ thấp, nhưng ngược lại, nhiệt độ cao sẽ làm tăng tính ổn định của pha này.

Tương tự như hoạt động gia tăng của các nguyên tử trong sắt ở trung tâm Trái đất, Belonoshko trích dẫn một bộ bài xáo bài, trong đó các nguyên tử (được biểu thị bằng các quân bài) có thể trộn lẫn với nhau liên tục và rất nhanh dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao, nhưng bộ bài vẫn là một tổng thể duy nhất. Và những con số này rất ấn tượng: cao hơn 3,5 triệu lần so với áp suất mà chúng ta trải nghiệm trên bề mặt và nhiệt độ cao hơn khoảng 6000 độ C.

Dữ liệu từ siêu máy tính Triolith cũng cho thấy có tới 96 phần trăm (cao hơn so với các tính toán trước đây) khối lượng của lõi bên trong Trái đất rất có thể là sắt. Phần còn lại là niken và các nguyên tố nhẹ khác.

Một bí ẩn khác có thể được giải quyết nhờ nghiên cứu gần đây là tại sao sóng địa chấn di chuyển nhanh hơn giữa các cực chứ không phải qua đường xích đạo. Hiện tượng này thường được gọi là bất đẳng hướng. Các nhà nghiên cứu nói rằng hành vi của mạng bcc trong sắt trong điều kiện khắc nghiệt điển hình của tâm Trái đất có thể đủ để tạo ra hiệu ứng dị hướng quy mô lớn, từ đó tạo ra một lĩnh vực khác cho các nhà khoa học nghiên cứu trong tương lai.

Điều quan trọng cần lưu ý là giả định này được đưa ra trên cơ sở mô phỏng máy tính cụ thể về các quá trình động bên trong của Trái đất và trên cơ sở các mô hình khác, kết quả tính toán có thể khác. Cho đến khi chúng tôi tìm ra cách hạ thấp các công cụ khoa học thích hợp xuống độ sâu như vậy, chúng tôi sẽ không thể nói một cách chắc chắn tuyệt đối về tính đúng đắn của các phép tính. Và với nhiệt độ và áp suất có thể diễn ra ở đó, việc thu thập bằng chứng trực tiếp về hoạt động của lõi hành tinh có thể là điều hoàn toàn bất khả thi đối với chúng ta.

Tuy nhiên, bất chấp những khó khăn, điều quan trọng là phải tiếp tục nghiên cứu như vậy, bởi vì ngay khi chúng ta có thể tìm hiểu thêm về những gì đang thực sự xảy ra bên trong hành tinh của chúng ta, chúng ta sẽ có cơ hội tốt hơn để biết điều gì sẽ xảy ra tiếp theo.

MOSCOW, ngày 12 tháng 2 - RIA Novosti. Các nhà địa chất Mỹ nói rằng lõi bên trong của Trái đất không thể hình thành sau 4,2 tỷ năm Trái đất ở dạng mà các nhà khoa học hình dung ngày nay, vì điều này là không thể theo quan điểm vật lý, theo một bài báo đăng trên tạp chí EPS Letters.

James Van Orman từ Đại học Case Western Reserve ở Cleveland (Mỹ) cho biết: "Nếu lõi của Trái đất trẻ hoàn toàn bao gồm một chất lỏng thuần khiết, đồng nhất, thì hạt nhân bên trong không nên tồn tại về nguyên tắc, vì vật chất này không thể nguội đến nhiệt độ mà tại đó sự hình thành của nó có thể xảy ra. Theo đó, trong trường hợp này, lõi có thể không đồng nhất về thành phần và câu hỏi đặt ra là làm thế nào nó trở nên như vậy. Đây là nghịch lý mà chúng tôi đã phát hiện ra," James Van Orman từ Đại học Case Western Reserve ở Cleveland (Mỹ) cho biết.

Trong quá khứ xa xôi, lõi của Trái đất hoàn toàn ở thể lỏng và không bao gồm hai hoặc ba lớp, như một số nhà địa chất ngày nay gợi ý, - một lõi kim loại bên trong và sự tan chảy của sắt và các nguyên tố nhẹ hơn bao quanh nó.

Ở trạng thái này, lõi nhanh chóng nguội đi và mất năng lượng, dẫn đến sự suy yếu của từ trường do nó tạo ra. Sau một thời gian, quá trình này đạt đến một điểm tới hạn nhất định và phần trung tâm của hạt nhân "đóng băng", biến thành một hạt nhân kim loại rắn, đi kèm với sự gia tăng và tăng cường độ của từ trường.

Thời điểm của quá trình chuyển đổi này cực kỳ quan trọng đối với các nhà địa chất, vì nó cho phép chúng ta ước tính sơ bộ tốc độ làm mát của lõi Trái đất ngày nay và "lá chắn" từ tính của hành tinh chúng ta sẽ tồn tại trong bao lâu, bảo vệ chúng ta khỏi tác động của các tia vũ trụ và bầu khí quyển của Trái đất - khỏi gió mặt trời.

Bây giờ, như Van Orman lưu ý, hầu hết các nhà khoa học tin rằng điều này xảy ra trong những khoảnh khắc đầu tiên của sự sống trên Trái đất do một hiện tượng tương tự có thể được tìm thấy trong bầu khí quyển của hành tinh hoặc trong máy bán nước ngọt ở các nhà hàng thức ăn nhanh.

Từ lâu, các nhà vật lý đã phát hiện ra rằng một số chất lỏng, bao gồm cả nước, vẫn ở thể lỏng ở nhiệt độ dưới mức đóng băng, trừ khi có tạp chất, tinh thể băng cực nhỏ hoặc rung động mạnh bên trong. Nếu dễ dàng lắc nó lên hoặc làm rơi một hạt bụi vào nó, thì chất lỏng đó gần như đóng băng ngay lập tức.

Theo các nhà địa chất, một điều gì đó tương tự đã xảy ra khoảng 4,2 tỷ năm trước bên trong lõi Trái đất, khi một phần của nó đột nhiên kết tinh. Van Orman và các đồng nghiệp của ông đã cố gắng tái tạo quá trình này bằng cách sử dụng các mô hình máy tính về phần bên trong của hành tinh.

Những tính toán này bất ngờ cho thấy lõi bên trong của Trái đất không nên tồn tại. Hóa ra quá trình kết tinh đá của nó rất khác với cách nước và các chất lỏng siêu lạnh khác hoạt động - điều này đòi hỏi sự chênh lệch nhiệt độ rất lớn, hơn một nghìn kelvin và kích thước ấn tượng của "hạt bụi", có đường kính khoảng 20-45 km.

Kết quả là, hai kịch bản rất có thể xảy ra - hoặc lõi của hành tinh phải đóng băng hoàn toàn, hoặc nó vẫn phải ở trạng thái lỏng hoàn toàn. Cả hai đều không đúng, vì Trái đất có lõi rắn bên trong và lõi lỏng bên ngoài.

Nói cách khác, các nhà khoa học vẫn chưa có câu trả lời cho câu hỏi này. Van Orman và các đồng nghiệp của ông mời tất cả các nhà địa chất của Trái đất suy nghĩ về cách một "mảnh" sắt đủ lớn có thể hình thành trong lớp phủ của hành tinh và "chết chìm" trong lõi của nó, hoặc tìm ra một số cơ chế khác có thể giải thích cách nó được chia thành hai phần.

Với độ dày khoảng 2200 km, giữa đó đôi khi có một vùng chuyển tiếp. Khối lượng của lõi là 1,932 10 24 kg.

Người ta biết rất ít về lõi - tất cả thông tin thu được bằng các phương pháp địa vật lý hoặc địa hóa gián tiếp, và hình ảnh về vật chất lõi không có sẵn và khó có thể thu được trong tương lai gần. Tuy nhiên, các nhà văn khoa học viễn tưởng đã nhiều lần mô tả chi tiết hành trình đến lõi Trái đất và sự giàu có chưa kể ẩn giấu ở đó. Hy vọng về kho báu của lõi có một số cơ sở, vì theo các mô hình địa hóa hiện đại, hàm lượng kim loại quý và các nguyên tố có giá trị khác tương đối cao trong lõi.

Lịch sử nghiên cứu

Có lẽ một trong những giả định đầu tiên về sự tồn tại của một khu vực có mật độ gia tăng bên trong Trái đất được đưa ra bởi Henry Cavendish, người đã tính toán khối lượng và mật độ trung bình của Trái đất và phát hiện ra rằng nó lớn hơn nhiều so với mật độ đặc trưng của đá nổi lên trên bề mặt trái đất.

Sự tồn tại đã được chứng minh vào năm 1897 bởi nhà địa chấn học người Đức E. Wiechert và độ sâu (2900 km) được xác định vào năm 1910 bởi nhà địa vật lý người Mỹ B. Gutenberg.

Các tính toán tương tự có thể được thực hiện đối với các thiên thạch kim loại, là những mảnh vỡ của hạt nhân của các thiên thể hành tinh nhỏ. Hóa ra là sự hình thành lõi trong chúng diễn ra nhanh hơn nhiều, trong khoảng thời gian vài triệu năm.

Lý thuyết của Sorokhtin và Ushakov

Mô hình được mô tả không phải là duy nhất. Vì vậy, theo mô hình của Sorokhtin và Ushakov, được trình bày trong cuốn sách "Sự phát triển của Trái đất", quá trình hình thành lõi trái đất kéo dài khoảng 1,6 tỷ năm (từ 4 đến 2,6 tỷ năm trước). Theo các tác giả, sự hình thành của lõi xảy ra trong hai giai đoạn. Lúc đầu, hành tinh này lạnh và không có chuyển động nào trong sâu thẳm của nó. Sau đó, nó được làm nóng lên bởi sự phân rã phóng xạ đủ để bắt đầu làm tan chảy sắt kim loại. Nó bắt đầu chảy vào tâm trái đất, trong khi do sự phân hóa hấp dẫn, một lượng nhiệt lớn được giải phóng và quá trình tách lõi chỉ được tăng tốc. Quá trình này chỉ diễn ra ở một độ sâu nhất định, dưới đó chất này quá nhớt đến mức sắt không thể chìm được nữa. Kết quả là, một lớp sắt nóng chảy hình khuyên dày đặc (nặng) và oxit của nó được hình thành. Nó nằm phía trên chất nhẹ hơn của "lõi" nguyên sinh của Trái đất.

Tại sao lõi Trái đất không nguội đi và vẫn nóng lên đến nhiệt độ xấp xỉ 6000°C trong 4,5 tỷ năm? Câu hỏi cực kỳ phức tạp, hơn nữa, khoa học không thể đưa ra câu trả lời dễ hiểu chính xác 100%. Tuy nhiên, có những lý do khách quan cho việc này.

Quá nhiều bí ẩn

Có thể nói, quá mức, bí ẩn về lõi trái đất gắn liền với hai yếu tố. Thứ nhất, không ai biết chắc nó được hình thành như thế nào, khi nào và trong hoàn cảnh nào - nó xảy ra trong quá trình hình thành Trái đất nguyên sinh hoặc đã ở giai đoạn đầu của sự tồn tại của hành tinh được hình thành - tất cả điều này là một bí ẩn lớn. Thứ hai, hoàn toàn không thể lấy mẫu từ lõi trái đất - chắc chắn không ai biết nó bao gồm những gì. Hơn nữa, tất cả dữ liệu mà chúng ta biết về hạt nhân đều được thu thập bằng các phương pháp và mô hình gián tiếp.

Tại sao lõi Trái đất luôn nóng?

Để cố gắng hiểu tại sao lõi trái đất không nguội đi trong một thời gian dài như vậy, trước tiên bạn cần tìm ra nguyên nhân khiến nó nóng lên ngay từ đầu. Ruột của chúng ta, giống như bất kỳ hành tinh nào khác, không đồng nhất, chúng là những lớp có mật độ khác nhau được phân định tương đối rõ ràng. Nhưng điều này không phải lúc nào cũng đúng: các nguyên tố nặng từ từ đi xuống, tạo thành lõi bên trong và bên ngoài, các nguyên tố nhẹ bị đẩy ra phía trên, tạo thành lớp phủ và vỏ trái đất. Quá trình này diễn ra cực kỳ chậm và kèm theo sự giải phóng nhiệt. Tuy nhiên, đây không phải là lý do chính cho việc sưởi ấm. Toàn bộ khối lượng của Trái đất với một lực lớn ép vào tâm của nó, tạo ra áp suất phi thường xấp xỉ 360 GPa (3,7 triệu atm), do đó bắt đầu xảy ra sự phân rã của các nguyên tố phóng xạ tồn tại lâu dài trong lõi sắt-silicon-niken, kèm theo sự tỏa nhiệt khổng lồ.

Một nguồn nhiệt bổ sung là động năng được tạo ra do ma sát giữa các lớp khác nhau (mỗi lớp quay độc lập với lớp kia): lõi bên trong với lớp ngoài và lớp ngoài với lớp phủ.

Ruột của hành tinh (tỷ lệ không được đáp ứng). Ma sát giữa ba lớp bên trong đóng vai trò là nguồn nhiệt bổ sung.

Dựa trên những điều trên, chúng ta có thể kết luận rằng Trái đất và đặc biệt là ruột của nó là một cỗ máy tự cung cấp nhiệt cho chính nó. Nhưng nó không thể tiếp tục tự nhiên như vậy mãi mãi: dự trữ các nguyên tố phóng xạ bên trong lõi đang dần biến mất và sẽ không còn gì để duy trì nhiệt độ.

Bắt đầu lạnh!

Trên thực tế, quá trình làm mát đã bắt đầu từ rất lâu, nhưng nó diễn ra cực kỳ chậm - một phần nhỏ của một độ mỗi thế kỷ. Theo ước tính sơ bộ, sẽ mất ít nhất 1 tỷ năm để lõi nguội hoàn toàn và dừng các phản ứng hóa học cũng như các phản ứng khác trong đó.

Câu trả lời ngắn: Trái đất, và đặc biệt là lõi trái đất, là một cỗ máy tự cung tự cấp, tự làm nóng nó. Toàn bộ khối lượng của hành tinh ép vào trung tâm của nó, tạo ra áp suất phi thường và do đó bắt đầu quá trình phân rã các nguyên tố phóng xạ, do đó nhiệt được giải phóng.

Hành tinh Trái đất của chúng ta có cấu trúc phân lớp và bao gồm ba phần chính: vỏ trái đất, lớp phủ và lõi. Trung tâm của trái đất là gì? Cốt lõi. Độ sâu của lõi là 2900 km và đường kính xấp xỉ 3,5 nghìn km. Bên trong - áp suất khủng khiếp 3 triệu bầu khí quyển và nhiệt độ cực cao - 5000 ° C. Để tìm ra những gì ở trung tâm Trái đất, các nhà khoa học đã phải mất vài thế kỷ. Ngay cả công nghệ hiện đại cũng không thể thâm nhập sâu hơn mười hai nghìn km. Lỗ khoan sâu nhất, nằm trên Bán đảo Kola, có độ sâu 12.262 mét. Xa trung tâm của trái đất.

Lịch sử khám phá lõi trái đất

Một trong những người đầu tiên đoán về sự hiện diện của hạt nhân ở trung tâm hành tinh là nhà vật lý và hóa học người Anh Henry Cavendish vào cuối thế kỷ 18. Với sự trợ giúp của các thí nghiệm vật lý, ông đã tính toán khối lượng của Trái đất và dựa trên kích thước của nó, xác định mật độ trung bình của vật chất trên hành tinh của chúng ta - 5,5 g / cm3. Mật độ của đá và khoáng chất đã biết trong vỏ trái đất hóa ra ít hơn khoảng hai lần. Từ đó dẫn đến một giả định hợp lý rằng ở trung tâm Trái đất có một khu vực vật chất dày đặc hơn - lõi.

Năm 1897, nhà địa chấn học người Đức E. Wiechert, nghiên cứu sự truyền sóng địa chấn qua các phần bên trong của Trái đất, đã có thể xác nhận giả định về sự hiện diện của lõi. Và vào năm 1910, nhà địa vật lý người Mỹ B. Gutenberg đã xác định độ sâu của vị trí của nó. Sau đó, các giả thuyết về quá trình hình thành hạt nhân cũng ra đời. Người ta cho rằng nó được hình thành do sự lắng đọng của các nguyên tố nặng hơn vào trung tâm và ban đầu chất của hành tinh là đồng nhất (khí).

Lõi được làm bằng gì?

Rất khó để nghiên cứu một chất mà không thể lấy được mẫu để nghiên cứu các thông số vật lý và hóa học của nó. Các nhà khoa học chỉ phải giả định sự hiện diện của một số tính chất nhất định, cũng như cấu trúc và thành phần của hạt nhân bằng các dấu hiệu gián tiếp. Đặc biệt hữu ích trong nghiên cứu cấu trúc bên trong của Trái đất là nghiên cứu về sự lan truyền của sóng địa chấn. Máy ghi địa chấn, được đặt tại nhiều điểm trên bề mặt hành tinh, ghi lại tốc độ và các loại sóng địa chấn đi qua phát sinh từ các chấn động của vỏ trái đất. Tất cả những dữ liệu này giúp có thể đánh giá cấu trúc bên trong của Trái đất, bao gồm cả lõi.

Cho đến nay, các nhà khoa học cho rằng phần trung tâm của hành tinh là không đồng nhất. Cái gì ở trung tâm của trái đất? Phần tiếp giáp với lớp phủ là lõi lỏng, bao gồm vật chất nóng chảy. Rõ ràng, nó chứa hỗn hợp sắt và niken. Ý tưởng này đã khiến các nhà khoa học nghiên cứu về thiên thạch sắt, là những mảnh nhân của tiểu hành tinh. Mặt khác, hợp kim sắt-niken thu được có mật độ cao hơn mật độ dự kiến ​​của lõi. Do đó, nhiều nhà khoa học có xu hướng cho rằng ở trung tâm Trái đất, lõi, cũng có các nguyên tố hóa học nhẹ hơn.

Các nhà địa vật lý cũng giải thích sự tồn tại của từ trường bằng sự hiện diện của lõi chất lỏng và chuyển động quay của hành tinh quanh trục của chính nó. Được biết, một trường điện từ xung quanh một dây dẫn phát sinh khi dòng điện chạy qua. Lớp nóng chảy tiếp giáp với lớp phủ đóng vai trò như một dây dẫn mang dòng điện khổng lồ như vậy.

Phần bên trong của hạt nhân, mặc dù có nhiệt độ vài nghìn độ, là chất rắn. Điều này là do áp suất ở trung tâm hành tinh cao đến mức các kim loại nóng trở nên rắn chắc. Một số nhà khoa học cho rằng lõi rắn bao gồm hydro, dưới tác động của áp suất đáng kinh ngạc và nhiệt độ cực lớn, trở nên giống như kim loại. Do đó, trung tâm của Trái đất là gì, ngay cả các nhà địa vật lý vẫn chưa biết chắc chắn. Nhưng nếu chúng ta xem xét vấn đề từ quan điểm toán học, chúng ta có thể nói rằng tâm Trái đất nằm ở khoảng 6378 km. từ bề mặt hành tinh.

Lõi Trái đất bao gồm hai lớp với vùng ranh giới giữa chúng: lớp vỏ lỏng bên ngoài của lõi đạt độ dày 2266 km, bên dưới nó là một lõi dày đặc khổng lồ, theo ước tính, đường kính của nó đạt tới 1300 km. Vùng chuyển tiếp có độ dày không đồng đều và dần dần cứng lại, đi vào lõi bên trong. Trên bề mặt của lớp trên, nhiệt độ nằm trong khoảng 5960 độ C, mặc dù những dữ liệu này được coi là gần đúng.

Thành phần gần đúng của lõi ngoài và phương pháp xác định

Người ta biết rất ít về thành phần của ngay cả lớp ngoài của lõi trái đất, vì không thể lấy mẫu để nghiên cứu. Các nguyên tố chính mà lõi ngoài của hành tinh chúng ta có thể bao gồm là sắt và niken. Các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết này là kết quả của việc phân tích thành phần của các thiên thạch, vì những kẻ lang thang từ ngoài vũ trụ là những mảnh vỡ của hạt nhân của các tiểu hành tinh và các hành tinh khác.

Tuy nhiên, các thiên thạch không thể được coi là hoàn toàn giống nhau về thành phần hóa học, vì các thiên thể vũ trụ ban đầu có kích thước nhỏ hơn nhiều so với Trái đất. Sau nhiều nghiên cứu, các nhà khoa học đã đi đến kết luận rằng phần chất lỏng của chất hạt nhân được pha loãng nhiều với các nguyên tố khác, bao gồm cả lưu huỳnh. Điều này giải thích mật độ thấp hơn của nó so với hợp kim sắt-niken.

Điều gì xảy ra ở phần bên ngoài của lõi hành tinh?

Bề mặt bên ngoài của lõi tại ranh giới với lớp phủ là không đồng nhất. Các nhà khoa học cho rằng nó có độ dày khác nhau, tạo thành một loại phù điêu bên trong. Điều này là do sự trộn lẫn liên tục của các chất sâu không đồng nhất. Chúng khác nhau về thành phần hóa học và cũng có mật độ khác nhau, do đó độ dày của ranh giới giữa lõi và lớp phủ có thể thay đổi từ 150 đến 350 km.

Những người theo chủ nghĩa tưởng tượng của những năm trước trong các tác phẩm của họ đã mô tả hành trình đến trung tâm Trái đất thông qua các hang động sâu và lối đi ngầm. Là nó thực sự có thể? Than ôi, áp suất trên bề mặt lõi vượt quá 113 triệu bầu khí quyển. Điều này có nghĩa là bất kỳ hang động nào cũng sẽ "đóng sầm" chặt chẽ ngay cả ở giai đoạn tiếp cận lớp phủ. Điều này giải thích tại sao không có hang động nào sâu hơn 1 km trên hành tinh của chúng ta.

Lớp ngoài cùng của hạt nhân được nghiên cứu như thế nào?

Các nhà khoa học có thể đánh giá lõi trông như thế nào và nó bao gồm những gì bằng cách theo dõi hoạt động địa chấn. Vì vậy, ví dụ, người ta thấy rằng các lớp bên ngoài và bên trong quay theo các hướng khác nhau dưới tác động của từ trường. Lõi Trái đất vẫn còn chứa đựng hàng chục bí ẩn chưa được giải quyết và đang chờ đợi những khám phá cơ bản mới.

Trái đất, cùng với các thiên thể khác trong hệ mặt trời, được hình thành từ một đám mây khí lạnh và bụi do sự bồi tụ của các hạt tạo nên nó. Sau sự xuất hiện của hành tinh, một giai đoạn phát triển hoàn toàn mới bắt đầu, mà trong khoa học thường được gọi là tiền địa chất.
Tên của thời kỳ này là do bằng chứng sớm nhất về các quá trình trong quá khứ - đá lửa hoặc đá núi lửa - không quá 4 tỷ năm. Chỉ có các nhà khoa học ngày nay mới có thể nghiên cứu chúng.
Giai đoạn tiền địa chất của sự phát triển Trái đất vẫn còn nhiều bí ẩn. Nó bao gồm khoảng thời gian 0,9 tỷ năm và được đặc trưng bởi sự biểu hiện rộng rãi của hoạt động núi lửa trên hành tinh với sự giải phóng khí và hơi nước. Đó là thời điểm bắt đầu quá trình phân tầng Trái đất thành các lớp vỏ chính - lõi, lớp phủ, lớp vỏ và bầu khí quyển. Người ta cho rằng quá trình này được kích hoạt bởi một cuộc bắn phá thiên thạch dữ dội vào hành tinh của chúng ta và làm tan chảy các bộ phận riêng lẻ của nó.
Một trong những sự kiện quan trọng trong lịch sử Trái đất là sự hình thành lõi bên trong của nó. Điều này có lẽ đã xảy ra ở giai đoạn tiền địa chất trong quá trình phát triển của hành tinh, khi tất cả vật chất được chia thành hai tầng địa quyển chính - lõi và lớp phủ.
Thật không may, một lý thuyết đáng tin cậy về sự hình thành lõi trái đất, sẽ được xác nhận bằng thông tin và bằng chứng khoa học nghiêm túc, vẫn chưa tồn tại. Làm thế nào mà lõi của Trái đất hình thành? Trước câu hỏi này, các nhà khoa học đưa ra hai giả thuyết chính.
Theo phiên bản đầu tiên, chất ngay sau khi hình thành Trái đất là đồng nhất.
Nó hoàn toàn bao gồm các vi hạt, ngày nay có thể quan sát thấy trong các thiên thạch. Nhưng sau một thời gian nhất định, khối đồng nhất ban đầu này được chia thành một lõi nặng, trong đó tất cả sắt được thủy tinh hóa và một lớp phủ silicat nhẹ hơn. Nói cách khác, những giọt sắt nóng chảy và các hợp chất hóa học nặng đi kèm với nó đã lắng xuống trung tâm hành tinh của chúng ta và hình thành một lõi ở đó, phần lớn vẫn còn nóng chảy cho đến ngày nay. Khi các nguyên tố nặng hút vào trung tâm Trái đất, thì ngược lại, các xỉ nhẹ lại nổi lên - đến các lớp bên ngoài của hành tinh. Ngày nay, những nguyên tố nhẹ này tạo nên lớp phủ trên và lớp vỏ trái đất.
Tại sao lại xảy ra sự phân hóa vật chất như vậy? Người ta tin rằng ngay sau khi hoàn thành quá trình hình thành, Trái đất bắt đầu nóng lên mạnh mẽ, chủ yếu là do năng lượng được giải phóng trong quá trình tích lũy hấp dẫn của các hạt, cũng như do năng lượng của sự phân rã phóng xạ của các nguyên tố hóa học riêng lẻ.
Sự nóng lên thêm của hành tinh và sự hình thành hợp kim sắt-niken, do trọng lượng riêng đáng kể của nó, dần dần đi xuống tâm Trái đất, được tạo điều kiện thuận lợi bởi vụ bắn phá thiên thạch được cho là.
Tuy nhiên, giả thuyết này gặp phải một số khó khăn. Ví dụ, không hoàn toàn rõ ràng làm thế nào một hợp kim sắt-niken, ngay cả ở trạng thái lỏng, có thể chìm hơn một nghìn km và đến được vùng lõi của hành tinh.
Theo giả thuyết thứ hai, lõi Trái đất được hình thành từ các thiên thạch sắt va chạm với bề mặt hành tinh, sau đó nó được bao phủ bởi lớp vỏ thiên thạch đá silicat và hình thành nên lớp phủ.

Có một lỗ hổng nghiêm trọng trong giả thuyết này. Trong tình huống này, ngoài vũ trụ, các thiên thạch sắt và đá nên tồn tại riêng biệt. Các nghiên cứu hiện đại cho thấy rằng các thiên thạch sắt chỉ có thể phát sinh trong lòng của một hành tinh đã vỡ ra dưới áp lực đáng kể, tức là sau khi hệ mặt trời của chúng ta và tất cả các hành tinh hình thành.
Phiên bản đầu tiên có vẻ hợp lý hơn, vì nó cung cấp một ranh giới động giữa lõi Trái đất và lớp phủ. Điều này có nghĩa là quá trình phân tách vật chất giữa chúng có thể tiếp tục trên hành tinh trong một thời gian rất dài, do đó có ảnh hưởng lớn đến quá trình tiến hóa hơn nữa của Trái đất.
Do đó, nếu chúng ta lấy giả thuyết đầu tiên về sự hình thành lõi của hành tinh làm cơ sở, thì quá trình phân hóa vật chất kéo dài khoảng 1,6 tỷ năm. Do sự phân rã hấp dẫn và phân rã phóng xạ, sự phân tách vật chất đã được đảm bảo.
Các nguyên tố nặng chỉ chìm xuống độ sâu bên dưới mà chất này nhớt đến mức sắt không thể chìm được nữa. Kết quả của quá trình này là một lớp sắt nóng chảy hình khuyên rất đặc và nặng và oxit của nó được hình thành. Nó nằm phía trên chất nhẹ hơn của lõi nguyên thủy của hành tinh chúng ta. Hơn nữa, một chất silicat nhẹ đã được vắt ra từ tâm Trái đất. Hơn nữa, nó bị đẩy ra khỏi đường xích đạo, có lẽ đã đánh dấu sự khởi đầu của sự bất đối xứng của hành tinh.
Người ta cho rằng trong quá trình hình thành lõi sắt của Trái đất, thể tích của hành tinh đã giảm đáng kể, dẫn đến hiện tại bề mặt của nó đã giảm đi. Các nguyên tố nhẹ và các hợp chất của chúng "nổi lên" trên bề mặt đã tạo thành một lớp vỏ sơ cấp mỏng, giống như tất cả các hành tinh thuộc nhóm trên mặt đất, bao gồm các bazan núi lửa được phủ lên trên bởi một lớp trầm tích.
Tuy nhiên, không thể tìm thấy bằng chứng địa chất sống về các quá trình trong quá khứ liên quan đến sự hình thành lõi và lớp phủ của trái đất. Như đã lưu ý, những tảng đá lâu đời nhất trên hành tinh Trái đất có tuổi đời khoảng 4 tỷ năm. Nhiều khả năng, khi bắt đầu quá trình tiến hóa của hành tinh, dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao, các bazan nguyên sinh đã bị biến chất, nấu chảy và biến thành đá granit-gneiss mà chúng ta biết đến.
Cốt lõi của hành tinh chúng ta, có lẽ được hình thành ở giai đoạn phát triển sớm nhất của Trái đất là gì? Nó bao gồm lớp vỏ bên ngoài và bên trong. Theo các giả định khoa học, ở độ sâu 2900-5100 km có một lõi ngoài, về các tính chất vật lý của nó, nó tiếp cận chất lỏng.
Lõi ngoài là một dòng sắt nóng chảy và niken, một chất dẫn điện tốt. Chính với lõi này, các nhà khoa học liên kết nguồn gốc của từ trường trái đất. Khoảng cách 1270 km còn lại tính đến tâm Trái đất được chiếm giữ bởi lõi bên trong, gồm 80% sắt và 20% silicon dioxide.
Lõi bên trong cứng và nhiệt độ cao. Nếu lớp ngoài được kết nối trực tiếp với lớp phủ, thì lõi bên trong của Trái đất tồn tại một mình. Độ cứng của nó, bất chấp nhiệt độ cao, được đảm bảo bởi áp suất khổng lồ ở trung tâm hành tinh, có thể đạt tới 3 triệu bầu khí quyển.
Kết quả là nhiều nguyên tố hóa học chuyển sang trạng thái kim loại. Do đó, người ta thậm chí còn cho rằng lõi bên trong của Trái đất bao gồm hydro kim loại.
Lõi bên trong dày đặc có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự sống của hành tinh chúng ta. Trường hấp dẫn của hành tinh tập trung vào nó, giữ cho lớp vỏ khí nhẹ, thủy quyển và các lớp địa quyển của Trái đất không bị tán xạ.
Có lẽ, một trường như vậy là đặc trưng của lõi kể từ khi hành tinh hình thành, bất kể nó là gì về thành phần và cấu trúc hóa học của nó. Nó góp phần vào sự co lại của các hạt được hình thành vào trung tâm.
Tuy nhiên, nguồn gốc của lõi và nghiên cứu cấu trúc bên trong của Trái đất là vấn đề cấp bách nhất đối với các nhà khoa học tham gia chặt chẽ vào nghiên cứu về lịch sử địa chất của hành tinh chúng ta. Giải pháp cuối cùng cho vấn đề này vẫn còn rất xa. Để tránh những mâu thuẫn khác nhau, khoa học hiện đại đã đưa ra giả thuyết rằng quá trình hình thành lõi bắt đầu xảy ra đồng thời với sự hình thành Trái đất.