• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
21.02.2023
Александр Березин
28
71 811

В центре ядра Земли открыли необычное мини-ядро

5.4

Состав самой внутренней части планеты, как оказалось, серьезно отличается от ядра в целом. Обнаружить его ранее не удавалось из-за сложностей изучения этой части планеты.

Лучами показаны сейсмические волны, с помощью которых ученые выявили ядро внутри земного ядра / ©Drew Whitehouse, National Computational Infrastructure’s Vizlab, Australian National University / Автор: Владимир Богданов

До сих пор считалось, что твердая, внутренняя часть Земли имеет радиус чуть более 1200 километров (диаметр — примерно 2500 километров). В составе нее, как предполагалось, — железо и никель с небольшими примесями.

Теперь австралийские исследователи опубликовали в Nature Communications необычную работу, которая в случае ее подтверждения существенно изменит содержание учебников. Используя сейсмические волны, порожденные землетрясениями, авторы статьи изучили их «эхо», отражение от земного ядра. Сейсмические Р-волны, идущие под углом в 50° к оси вращения Земли, оказались на 4% медленнее, чем сходные волны под другими углами.

В целом довольно слабые «отражения» от ядра показали, что в его центре существует «ядро ядра» диаметром примерно в половину ядра в целом. Речь идет о радиусе в 650 километров (диаметр — около 1300 километров). Состоит это ядро из железа, а никеля в нем, по всей видимости, достаточно мало.

Вопрос о внутренних структурах в ядре Земли чрезвычайно важен, причем не только для изучения нашей планеты, но еще для понимания эволюции и внутреннего устройства всех планет. Дело в том, что детальные сейсмические наблюдения доступны нам только на Земле. Недавние первые попытки таких же наблюдений на Марсе показали крайне неожиданные результаты (у него оказалось геологически активные недра, что идет против всех предсказаний геологов). Возможно, изучение земного ядра способно скорректировать понимание нами и геологических особенностей Марса, и вообще шансов других планет на поддержание сейсмической активности, критически важной для возникновения и сохранения жизни.

По современным представлениям, современное ядро у Земли образовалось далеко не сразу. Исходно химический состав планеты был близок к однородному и лишь со временем более тяжелые элементы, такие как железо и никель, опустились к ее центру. Более легкие силикаты, из которых сложена мантия и часть коры, напротив, получили из центра планеты много легких минералов. Среди них и те, что содержали немало воды. Согласно прошлогодней работе группы химиков во главе с Артемом Огановым, именно из древнего ядра Земля и получила основную часть воды современных океанов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:04
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

Вчера, 11:27
Александр Березин

Глава подразделения NASA по системам исследования Луны объяснила ранее неизвестное публике условие для высадки людей на спутнике Земли в сентябре 2026 года. Скептики оценили это заявление как стремление Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США переложить ответственность за срыв сроков лунной высадки на кого-то еще.

8 часов назад
Александр Березин

Нынешняя версия крупнейшего носителя SpaceX вдвое мощнее «Сатурна-5», самой мощной ракеты прошлого. Однако документ Федерального управления гражданской авиации США показал, что Илон Маск планирует серьезно нарастить разрыв. Попутно у его ракеты значительно увеличится количество двигателей в обеих ступенях, в итоге она станет выше высочайшей пирамиды на земле.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

Позавчера, 14:04
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

8 июня
Михаил Орлов

Переселение позвоночных из воды в наземно-воздушную среду жизни стало поворотным моментом в истории биосферы. Однако этот эволюционный скачок имел и серьезные побочные эффекты: он привел к потере способности восстанавливать потерянные части тела рептилиями, птицами и млекопитающими. В новой статье биологи рассмотрели генетические и эволюционные аспекты освоения суши и выяснили, что резкое ослабление регенерации стало своеобразной «расплатой» за адаптации животных к другой среде.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

28 Комментариев

Ответ: почитайте "Розу мира" Д. Андреева..
-
-1
+
«Вопрос о внутренних структурах в ядре Земли чрезвычайно важен, причем не только для изучения нашей планеты, но еще для понимания эволюции и внутреннего устройства всех планет» Вот что подумалось: где гарантия, что ядро-то вообще стальное (Fe)? Насколько понимаю процесс: недра планеты - это гигантский плавильный, а, вероятно, и термоядерный котёл. Т.е. Fe - есть конечный и наиболее стабильный продукт распада некоторых менее стабильных элементов, но далеко не единственный...
«Состоит это ядро из железа, а никеля в нем, по всей видимости, достаточно мало.» Автору данной статьи: его вывод, похоже, некорректен. Исходный текст: «Несколько геодинамических моделей были задействованы для объяснения изменений анизотропных свойств с глубиной, включая 1) уменьшение силы тепловой конвекции с течением времени [Здесь не совсем понятно: смею предположить, тепломассообмен во Внешнем ядре идёт интенсивнее чем во Внутреннем]; 2) предпочтительная кристаллизация [разные атомарные решётки Fe] из-за изменения формы деформации во времени в сочетании с расслоением по плотности; 3) рост IC [Внутреннее ядро] мог быть обусловлен осаждением легких [при н.у. плотность никеля ~8900 против железа ~7800 кг/м³] элементов в ICB [Внешнее ядро], что связано с химическими вариациями во внешнем ядре.» Google-перевод [в скобках - прим. автора сих строк].
    Надо ещё к факторам добавить уменьшение силы тяжести с глубиной до нуля в центре.
    +
      ещё комментарии
      Сомнительно, что при давлениях в сотни-тысяч атмосфер, вес (не масса или плотность!) вещества сыграют сколь-либо существенную роль=\ P.S. Благодарствую, за акцент на плотности Ni - поначалу не придал значения, что он «тяжелее» Fe B-)
        Ну а под действием чего происходит плотностная дифференциация вещества. И не обязательно расплава. За счёт чего должны оседать к центру те тяжёлые металлы, о которых вы писали выше?
          Из школьного учебника по физике: g = GMз / (Rз + h)^2. => С увеличением высоты h увеличивается, сумма расстояний растет, а ускорение g уменьшается. Или в нашем примере, где Rз→к нулю, то g→∞. Ну если уж совсем дотошно, то, вероятно, и расчётная Мз при приближении к центру также будет убывать.Хотя и с меньшей прогрессией чем знаменатель=) + Архимедова сила (то, что полегче, всплывает). ++ Давление «водяного столба» - на дне Марианской впадины манометр покажет ~1100 «очков» независимо от того на каком расстоянии от центра Земли будет находиться её дно. P.S. В контексте данного научного дискуса больше волнует вопрос элементного состава Внутреннего ядра: очевидно, что в его невообразимых параметрах (температура, давление, электромагнитные эффекты) свойства материалов (сплавов?), в.т.ч. и плотность, будут несколько отличаться от н.у..
            Формулы школы это в простой модели центрального гравитационного поля. Внутри земли эта модели не работает, потому что тяготеющая масса оказывается снаружи. Чем глубже тем больше. Тут работает иная, не школьная (дело не в школе, конечно) модель. Гравитация наружных слоёв меняет расклад. Вообще пора подумать о форуме сайта для обсуждения тех или иных тем. Тут не так удобно, а научные/околонаучные :))) толковища есть вулканизм мыслей и появление новых пород представлений)
              Да, форум был бы весьма кстати=) Будем надеяться, руководство сайта почитывает некоторые комменты и помимо этого понимает куда нужно «плыть»... «Гравитация наружных слоёв меняет расклад.» О, подозрения, конечно, были, что наружные слои оттягивают часть g на себя. Но, если откровенно, сначала подумал, что Вы совсем некомпетентны в данном вопросе Х( Оказалось наоборотXD P.S. Что-то мне подсказывает: невесомость (нулевое внешнее давление) - самое последнее, что можно ожидать в центре нашей планеты=)
                Напишу позже "руководству сайта", возможно вопрос форума назрел, но это одновременно и вопрос ресурсов, затрат и ожидаемой отдачи в рамках целей владельца, что ему это принесет. Вообще мало кто для публики описывал гравитационное поле внутри планеты, как тяготеющей массы и её геометрии с расстояниями внутрь. Это как по гиперзвуку, нужна история, канва, и опытный бедуин, идущий по этой сложной пустыне)
«Состоит это ядро из ...» Ну ёпрст, значит А.Н.Толстой нам всё навралХ( ... или учёные чего-то неправильно посчитали (плотность Au, Pb и многих других элементов всё ж таки повыше Fe - логично предположить, что они и к центру ближе будут=)
    При том что никель поплотнее железа) его оттуда почему-то убрали. Вопрос, конечно, не в чистом никеле, а в его соединениях с железом. С десяток раз пилил ножовкой образцы железного ядра планеты. В то время как само железо мягкое, в нём попадались более светлые кристаллические участки, небольшие, с ноготь. Но на них зубья ножовки за полминуты превращались в волнистую линию. В целом для распила образца размером с кулак ушла пачка полотен, 10 штук. Всё из-за этого никелистого железа. Почему самому внутреннему ядру отказали в никеле, непонятно. Но и материалы авторов этой новости не копал.
    +
      ещё комментарии
      «С десяток раз пилил ножовкой образцы железного ядра планеты...» Ах, так вот оказывается где прятал свои миллионы тот служащий «Геркулеса»$$$. «В целом для распила образца размером с кулак ушла пачка полотен, 10 штук» Сейчас выпускают беззубые, с «алмазным» напылением - берут даже цементированную сталь В-) «Но и материалы авторов этой новости не копал.» Да это ж австралийские учёные - у них всё не как у людей. Xодят кверху ногами, вот и мысли дурные им в голову лезут. Посмотрели б лучше РенТВ: Прокопенко ужЕ давно всем доказал, что Земля плоская и полая внутри XD
        Не думал что обычные полотна не справятся. Пилил крайний раз в прошлом году, отпилил небольшой кусок двумя полотнами. У меня собраны различные натурные образцы газодинамического разрушения гиперзвуковым потоком в стратосфере на разных её высотах. Занимался входом в атмосферу и связанными процессами. В подборке и части конструкций, и природные тела. Среди последних есть примерно полсотни образцов дробления Сихотэ - Алиньского метеорита. У него были шесть основных фаз дробления, первая на высоте порядка 25 км, последняя уже тропосферная, 5-7 км. Фрагменты из разных стадий выглядят по разному, но это другая тема. А есть куски, выброшенные из воронок удара (это уже терминальная баллистика). Их-то я и распиливал многократно на части для изучения и использования. А по итогам изучения признано (академик Фесенков), что Сихотэ-Алиньский метеорит это часть ядра, из-за крупной раскристаллизации и остывания со скоростью один градус за миллион лет (оценки разнятся). Так что всё правда, образцы железного ядра планеты. Заодно баллистические образцы и образцы гиперзвукового разрушения в стратосфере. Есть и конструкции, разрушенные там же, с начальной скоростью входа 7 кмс; но это другая история. Могу статью написать типа "Разрушающая атмосфера: как это работает и особые случаи"... )))
    -
    1
    +
    Для меня всегда было загадкой, почему Уран, плотность которого явно больше всех этих Fe с PB, считается литофильным и концентрируется в коре.
    +
      ещё комментарии
      Гипотетически у некоторых изотопов и/или модификаций Fe плотность значительно выше чем у других элементов при тех же давление, температуре, э/м процессах: «В области высоких давлений (свыше 13 ГПа, 128,3 тыс. атм.) возникает модификация ε-железа с гексагональной плотноупакованной (ГПУ) решёткой.» + в исходной статье не раз упоминался термин анизотропии. Т.е. если в каком-то слое и преобладает доля Fe, то не факт, что аналогичная картина и в остальных=)
      Потому что им пришлось бы объяснять почему уран не взрывается
      Видимо, ответ в химии урана. Он достаточно активен химически и в самородном виде не встречается - поэтому его плотность как металла не имеет отношения к распределению по плотности. А вот каковы минералы, содержащие его соединения, это другой вопрос, и они могут быть отнюдь не столь плотными, как металлическое железо. Тем более что минералы эти обычно комплексные, содержание соединений урана в них не стопроцентное. Википедия пишет, что "Основная масса урана находится в кислых породах с высоким содержанием кремния. Значительная масса урана сконцентрирована в осадочных породах" То есть урановые химические соединения в основном находится в силикатах - вот и пояснение, отчего его нет в железном ядре.
        Помимо вышеперечисленных факторов, расчётное содержание U в земной коре - тысячные доли процента. Если принять во внимание, что он, как и говорилось выше, крайне химически активен, то его оксиды в условиях ядра, видимо, имеют плотность (6,5...10г/см³) ниже ГПУ Fe и попросту «всплывают» в мантию. Та же «петрушка» предположительно и с др тяжёлыми при н.у. металлами (например Au в жидкой фазе имеет плотность ~ 9г/см³, что сопоставимо с Fe или Ni). Другое дело, если удасться доказать, что внутри нашей планеты активно протекают «Реакции», то там может оказаться довольно неожиданный «бульон»=) https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%8F%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80_%D0%B2_%D0%9E%D0%BA%D0%BB%D0%BE
          Ну габонский "реактор" весьма специфичен геологически, там большую роль играла жидкая вода - и в формировании самих урановых линз в древнем русле реки, и потом в "управлении реакцией", когда доступ жидкой воды управлял коэффициентом размножения в циклическом процессе. В ядре таких условий вряд ли найдётся.
Вдруг ещё отпилю. Это из авиации: последний полёт это обычно трагично, как и последний прыжок с парашютом. Поэтому мои прыжки и полёты, записанные в парашютной и лётной книжках самыми нижними, крайние, пока я не умер. Вдруг ещё будут)
:-)) это просто примеры)

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: