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
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.
Комментарии
«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.
«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"... )))
В связи усилившимся спросом на гиперзвуковые средства доставки и (пока что) сверхзвуковую гражданскую авиацию, такая статья была бы весьма полезна (если это, конечно, не разглашение гос. тайны=)
Пару лет назад чисто случайно наткнулся на ТВ-репортаж по гиперзвуку. Там, если не изменяет память, решающую роль в прочности-надёжности средств доставки играет их устойчивость к сверхвысоким температурам и давлению, вызванными мериадами ударных волн «рабочей среды», на закритических параметрах превращающейся в плазму.
О, у меня и так много рабт по гиперзвуку) зачем загрязнять ими дальше информационное пространство) только их перечень займёт не одну страницу) вот прямо по вашему списку, и про оружие, и про гражданскую, как примеры, если вам это интересно:
https://www.kommersant.ru/doc/4501975
http://www.kommersant.ru/doc/ 4501975
https://www.kommersant.ru/doc/5621106
https://www.techinsider.ru/weapon/550204-shchit-ot-giperzvuka-chem-ssha-sobirayutsya-otrazhat-ataki-rossii/
https://kiozk.ru/article/popularnaa-mehanika/ubijstvennyj-giper
И тд и тп...
Уфф, мощь 0_о За наглядное изложение принципа работы двигателей на гиперзвуке отдельная благодарность! Начинаю понимать, что общаюсь с не простым человеком В-) Эх, где мои 16 лет...
:)) изделия, которые мы учили летать сквозь атмосферу, и правильно взрываться, прямо сейчас стоят на боевом дежурстве, охраняя сон страны. Я практик с достаточным опытом испытаний спецтеники. О том, как они проходят, могу дать отдельный список статей) Отдельный привет Angela Davis за её любезное обучение меня основам трения за 7 класс))Вот тут есть выдержка из диплома, там важная строка "специспытания") https://naked-science.ru/article/tech/starlink-perehvat
А ещё было много работы и статей по космическому центру им Кеннеди, главному космодрому США. Его отлично знаю, крутился там на центрифугах и трясся на вибростендах и не только. Статей много, с личными фото. Куда деваться) могу дать ссылки. Пишу всегда по личному опыту и пониманию, тут могут быть ошибки, но и своё собственное восприятие темы тоже всегда.Ну и как обычно, не все можно рассказать публично в деталях. Там масса своих ограничений, не переступить бы их невзначай. Нужно знание, что тут, что да чертой; так и рассказы идут, пока без претензий от не произносимых структур.
Так-с, не всё сразу... На сегодня, пожалуй, ужЕ более чем достаточно - мо$х кипит, от открывающихся перспектив нестерпимо чешутся конечности XD Как говорил классик: «Из-за стола нужно вставать немного голодным»©.
«Там масса своих ограничений, не переступить бы их невзначай.» Да кто ж его знает-то - м.б. просто решили дать догулять выходной: «Товарищу майору понравилась шутка про кофе»©...
Для меня всегда было загадкой, почему Уран, плотность которого явно больше всех этих Fe с PB, считается литофильным и концентрируется в коре.
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.
«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.
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)
«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...
Ответ: почитайте "Розу мира" Д. Андреева..
И кто ж там обитает по его мнению? Раскройте тайну, не томите...
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)