Рус телендәге версияМахсус проекттар
Телде алмаштырырға
РУВИКИ ТУРАҺЫНДА

Ерҙең төшө

Ер төшө, Ер ядроһы, Ер йәҙрәһе (рус. Ядро Земли) — Ер планетаһының үҙәк, иң тәрән өлөшө, геосфера, ер мантияһы аҫтында урынлашҡан һәм, фараз итеүҙәренсә, башҡа сидерофил элементтар ҡатнашмаһы менән тимер-никель иретмәһенән тора. Тәрәнлеге 2900 км. Сфераның уртаса радиусы 3500 км. Ул радиусы яҡынса 1300 км булған ҡаты эске үҙәккә һәм ҡалынлығы яҡынса 2200 км булған шыйыҡ тышҡы үҙәккә бүленә, улар араһында ҡайһы берҙә күсеү зонаһы айырыла[1]. Ерҙең ҡаты төшө өҫтөндәге температура, фараз итеүҙәренсә, 6230±500 К (5960±500 °C)[2][3], төш үҙәгендә тығыҙлыҡ яҡынса 12,5 т/м³, баҫым 3,7 млн атм (375 ГПа) тиклем булыуы мөмкин. Төштөң массаһы 1,932·1024 кг .

Ядро тураһында бик аҙ мәғлүмәт бар — бөтә мәғлүмәттәр ситләтелгән геофизик йәки геохимик ысулдар аша алына. Төп материалдың өлгөләре әлегә юҡ.

Өйрәнеү тарихы

Ер эсендә тығыҙлыҡ юғары булған өлкә барлығын тәүгеләрҙән булып Генри Кавендиш тәҡдим иткәндер, ул Ерҙең массаһын һәм уртаса тығыҙлығын иҫәпләп сығарған һәм уның Ер өҫтөнә сыҡҡан тоҡомдарға хас тығыҙлыҡтан күпкә ҙурыраҡ булыуын асыҡлаған[4].

Ер төшө барлығын 1897 йылда немец сейсмологы Э. Вихер иҫбатлай, ә тәрәнлеген (2900 км) 1910 йылда Америка геофизигы Б. Гутенберг билдәләй.

Геохимияға нигеҙ һалыусы В. М. Гольдшмидт 1922 йылда ядро беренсел ерҙең үҫеү осоронда йәки һуңыраҡ гравитацион дифференциацияһы юлы менән барлыҡҡа килгән тип фаразлай.

Тимер төштөң протопланета болотонда барлыҡҡа килгәне тураһындағы альтернатив гипотезаны немец ғалимы А. Окен (1944), америка ғалимы Э. Орован һәм совет ғалимы А. П. Виноградов (1960-сы йылдар — 1970-се йылдар) эшләй.

1941 йылда Кун һәм Риттман Ҡояш менән Ер составының бер үклеге гипотезаһына һәм водородтағы фаза күсешен иҫәпләүҙәргә таянып, Ер төшө металл водородтан тора тип фаразлай. Был фараз эксперименталь рәүештә раҫланмаған. Ҡыҫыу тәжрибәләре металл водородтың тығыҙлығы ядро тығыҙлығынан яҡынса бер тәртипкә кәмерәк булыуын күрһәтә. Әммә был гипотеза һуңынан гигант планеталарҙың — Юпитер, Сатурн һәм башҡаларҙың төҙөлөшөн аңлатыу өсөн яраҡлаштырыла. Һуңғы ваҡытҡа тиклем бындай планеталарҙағы магнит ҡыры тап металл водород үҙәгендә барлыҡҡа килә тип фаразланған.

Әммә 2016 йылда АҠШ һәм Бөйөк Британия ғалимдары, тиҙ арала ҡыҫылыу ваҡытында ядроға яҡын шарттар булдырып, 1,5 миллион атмосфера баҫымын һәм бер нисә мең градус юғары температураны булдырып, водородтың өсөнсө арауыҡ хәлен ала алды[5][6], унда икеһенең дә үҙенсәлектәре бар. Был хәлдә ул, инфра-ҡыҙыл нурланышынан айырмалы рәүештә, күренгән яҡтылыҡты тапшырмай, шуға күрә уны «ҡара водород» тип атайҙар.Өҫтәүенә ҡара водород, металлдан айырмалы рәүештә, гигант планеталар төҙөлөшө моделенә бик яҡшы тура килә, атап әйткәндә, газ гиганттарының өҫкө ҡатламдары ядронан энергия күсереп, тейешенән күпкә йылыраҡ булыуын аңлата, ә ул шулай уҡ электр үткәргеслегенә эйә булғанлыҡтан, металл водородтан насарыраҡ булһа ла, Ул Ерҙәге тышҡы ядро кеүек үк роль уйнай[7].

Бынан тыш, В. Н. Лодочников һәм В. Рамзей аҫҡы мантия һәм ядроның химик составы бер үк тип фаразлай — ядро-мантия сигендә 1,36 Мбарҙа мантия силикаттары шыйыҡ металл фазаға (металлаштырылған силикат ядроһы) күсә[8].

2015 йылда үҙәктең шыйыҡ өлөшөндә өсөнсө ҡатлам булыуы билдәле була. Сейсмик тулҡындарҙы анализлау Иллинойс университеты профессоры Сяодун Сун етәкселегендәге геологтар төркөмөнә Ер үҙәге ике ҡатлы түгел, ә өс ҡатлы тигән һығымтаға килә[9][10][11].

Тәүҙә «Ер физикаһы һәм планета эске өлөштәре» журналында баҫылған яңы тикшеренеүҙең һөҙөмтәләре буйынса, планетабыҙ эске үҙәктең торошо ҡаты матдәнән алып ярым йомшаҡҡа тиклем һәм хатта шыйыҡ матдәгә тиклем үҙгәрә.

«Беҙ [төштө] күберәк өйрәнгән һайын, уның ябай тимер киҫәге генә түгеллеген аңлайбыҙ», — тип аңлатма бирә Англияның Бристоль университеты сейсмологы Джессика Ирвинг. Беҙ бөтөнләй яңы йәшерен донъя асабыҙ[12].

Төштән сағылған ер тетрәүҙәрҙән сейсмик тулҡындар траекторияһын тикшергәндә, ҡытай ғалимдары 2023 йылда, 2009 йылда эске төшө әйләнеше шул тиклем әкренәйә, хатта ул тулыһынса туҡтай йәки кире йүнәлештә әйләнә башлай, тип белдерә[13]. 2024 йылда америка геофизиктарының шундай уҡ тикшеренеүҙәре күрһәтеүенсә, эске төш өҫкө йөҙө формаһын үҙгәртә һәм деформациялана ала[14].

Ер төшөнөң составы

Ядро составы тураһында төрлө ысулдар менән алынған туранан-тура мәғлүмәттәр генә бар. Күрәһең, булған материалдар араһында составы буйынса Ер үҙәгенә иң яҡыны — тимер метеориттар, улар астероид һәм протопланета үҙәктәренең ярсыҡтары булып тора. Әммә тимер метеориттары Ер үҙәгенең матдәһе тураһында теүәл фекер бирә алмай, сөнки улар күпкә бәләкәйерәк есемдәрҙә барлыҡҡа килгән, тимәк, төрлө физик һәм химик шарттарҙа барлыҡҡа килгән.

Икенсе яҡтан, сейсмик тикшеренеүҙәр ядроның теүәл ҙурлығын тәьмин итә[16], ә гравиметрия мәғлүмәттәре уның тығыҙлығын тәьмин итә, был уның составына өҫтәмә сикләүҙәр ҡуя. Үҙәктең тығыҙлығы тимер-никель иретмәләренең тығыҙлығынан яҡынса 5—10 % кәмерәк булғанлыҡтан, Ер үҙәгендә тимер метеориттарына ҡарағанда еңел элементтар күберәк тип фаразлана[15] Ҡайһы бер кандидаттар араһында көкөрт, кислород, кремний, углерод, фосфор һәм водород бар.

Ниһайәт, ядроның составын геохимик һәм космохимик ҡараштарҙан баһаларға мөмкин. Әгәр ҙә нисек тә булһа Ерҙең беренсел составын иҫәпләп, башҡа геосфераларҙа элементтар өлөшө ниндәй икәнен иҫәпләп сығарһаң, тимәк, шуның менән ядро составы буйынса баһалар төҙөргә мөмкин. Бындай иҫәпләүҙәрҙә иретелгән тимер һәм силикат фазалары араһында элементтар таралыуы буйынса юғары температуралы һәм юғары баҫымлы тәжрибәләр ҙур ярҙам күрһәтә.

Химический состав ядра
Источник Si, wt.% Fe, wt.% Ni, wt.% S, wt.% O, wt.% Mn, ppm Cr, ppm Co,ppm P, ppm
Allegre et al., 1995, Table 2 p 522 7.35 79.39 ± 2 4.87 ± 0,3 2.30 ± 0,2 4.10 ± 0,5 5820 7790 2530 3690
Mc Donough, 2003, Table 4 p 556 6.0 85.5 5.20 1.90 ~0 300 9000 2500 2000

2015 йылдың апрелендә Оксфорд университеты ғалимдары Ер үҙәгендә уран миҡдары элек уйланылғандан бер нисә миллиард өлөшкә юғарыраҡ тигән теория тәҡдим итте[16]. Был белдереүҙең киң мәғлүмәт сараларында Ер төшө урандан тора тигән хәбәр таралыуына килтерҙе[17].

Ерҙең магнит ҡыры

Ерҙең магнит ҡыры планетаның эске төҙөлөшө ярҙамында барлыҡҡа килә. Тимерҙең ферромагнит үҙенсәлектәре Кюри нөктәһенән (рус.)баш. юғарыраҡ температурала юғалһа ла, эске үҙәктәге ферромагнит материалдар ярҙамында барлыҡҡа килә тигән дөрөҫ булмаған фекер бар (даими магнит кеүек)[18] Ерҙең магнит ҡырының барлыҡҡа килеүен аңлатҡан дөйөм ҡабул ителгән гипотеза геодинамо (рус.)баш. тип атала. Уға ярашлы, магнит ҡыры тышҡы үҙәктә электр үткәргес шыйыҡсаның хәрәкәт итеүе арҡаһында барлыҡҡа килә[19][20].

Иҫкәрмәләр

  1. ↑ Д. Ю. Пущаровский, Ю. М. Пущаровский (МГУ), Состав и строение мантии Земли // Соросовский образовательный журнал № 11 1998
  2. ↑ S. Anzellini, A. Dewaele, M. Mezouar, P. Loubeyre, G. Morard. Melting of Iron at Earth’s Inner Core Boundary Based on Fast X-ray Diffraction (инг.) : journal. — 2013. — 26 April (vol. 340, no. 6131). — P. 464—466.
  3. ↑ The Earth’s Centre is 1000 Degrees Hotter than Previously Thought // European Synchrotron Radiation Facility, 25-04-2013;
    краткий перевод — Физики уточнили температуру земного ядра // Lenta.ru, 26 апреля 2013: «Температура твердого железного ядра Земли, как установили ученые, составляет около 6 тысяч градусов по Цельсию. Это на тысячу градусов выше по сравнению с более ранними оценками.»
  4. ↑ Кавендиш Генри (Henry Cavendish). www.tsput.ru. Мөрәжәғәт итеү датаһы: 31 июль 2025.
  5. ↑ Кусков О. Л., Хитаров Н. И. (1982) «Термодинамика и геохимия ядра и мантии Земли. М.: Наука, 1982» стр 127: «В середине XX в. появляются гипотезы о нежелезном составе ядра. У. Кун и А. Ритман [513], основываясь на гипотезе идентичности составов Солнца и Земли и на расчётах фазового перехода в водороде [666], выдвинули предположение о ядре, состоящем из металлического водорода.»
  6. ↑ Kuhn W, Rittmann A. Über den Zustand des Erdinnern und seine Enstehung aus einem homogenen Urzustand — Geologische Rundschau, 1941, vol 32., issue 3, p. 215—256. doi:10.1007/BF01799758, ISSN 0016-7835
  7. ↑ Иван Ортега, Тёмный водород объяснил загадки гигантских планет L!FE #НАУКА 28.06.2016 по Optical Properties of Fluid Hydrogen at the Transition to a Conducting State 2016.
  8. ↑ Е.Н.Люстих, доктор физ.-мат. наук АН СССР. Загадки глубоких недр // http://neotec.ginras.ru/. — 1967.
  9. ↑ Ядро Земли оказалось трёхслойной "матрёшкой", выяснили геологи. РИА Новости - Наука (9 февраль 2015).
  10. ↑ Новости науки. Внутреннее ядро Земли структурировано. Оно содержит в себе ещё одно ядро, ВСЕГЕИ (17 февраль 2015). 14 май 2015 тикшерелгән.
  11. ↑ Tao Wang, Xiaodong Song, Han H. Xia. «Equatorial anisotropy in the inner part of Earth’s inner core from autocorrelation of earthquake coda». Nature Geoscience 2015 doi:10.1038/ngeo2354 (09 February 2015)
  12. ↑ Rhett Butler, Seiji Tsuboi. Antipodal seismic reflections upon shear wave velocity structures within Earth's inner core (инг.) // Physics of the Earth and Planetary Interiors. — 2021-12-01. — Vol. 321. — P. 106802. — ISSN 0031-9201.
  13. ↑ Earth’s inner core may be reversing its rotation (ингл.). Science news. Мөрәжәғәт итеү датаһы: 31 июль 2025.
  14. ↑ Earth’s inner core may be changing shape (ингл.). Science news. Мөрәжәғәт итеү датаһы: 31 июль 2025.
  15. ↑ Formation of Earth’s Core, 2007
  16. ↑ Carlson R. W. (2015) Planetary science: A new recipe for Earth formation. doi|10.1038/520299a
  17. ↑ ученые из Оксфордского университета предложили теорию, согласно которой ядро Земли состоит из радиоактивного урана.
  18. ↑ http://www.earthlearningidea.com/PDF/147_Core.pdf page 2, «widely-held misconception that one piece of evidence for the core being made of nickel-iron is that they are magnetic materials which cause the Earth’s magnetic field.»
  19. ↑ Magnetic Field of the Earth
  20. ↑ The geodynamo Архивная копия от 25 ноябрь 2013 на Wayback Machine // EPS 122: lecture 7

Һылтанмалар

Тема буйынса өҫтәмә

Категориялар