• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
21.02.2023
Александр Березин
28
71 784

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

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
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 19:20
Мария Азарова

Исследователи из Южной Кореи на примере супружеских пар проверили, как длина и состояние волос женщин отражаются на влечении к ним мужчин и частоте половых контактов.

12 часов назад
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

Вчера, 07:27
Полина

Международная команда исследователей проанализировала гены композитора Людвига ван Бетховена. Если оценивать по ним его способности к музыке, они окажутся невыдающимися.

Позавчера, 19:20
Мария Азарова

Исследователи из Южной Кореи на примере супружеских пар проверили, как длина и состояние волос женщин отражаются на влечении к ним мужчин и частоте половых контактов.

Вчера, 07:27
Полина

Международная команда исследователей проанализировала гены композитора Людвига ван Бетховена. Если оценивать по ним его способности к музыке, они окажутся невыдающимися.

24 марта
Михаил Орлов

Астронавты, прибывшие на Луну в рамках программы «Аполлон», установили на ее поверхности первые внеземные сейсмографы и оценили частоту и силу лунотрясений. Теперь, спустя полвека после сбора данных о сейсмической активности Луны, ученые вновь подвергли их анализу, смогли удалить из них помехи и резко изменили оценки сейсмической активности на Луне. Оказалось, что приборы тогда зафиксировали не 13 тысяч лунотрясений, как считали ранее, а почти в три раза больше. Среди них неожиданно много слабых толчков, которые сосредоточены в северном полушарии Луны.

11 марта
Игорь Байдов

Американская компания Stratolaunch сообщила об успешном завершении летных испытаний прототипа гиперзвукового аппарата Talon-A, оснащенного ракетным двигателем. Во время беспилотного полета планер развил сверхзвуковую скорость.

18 марта
Игорь Байдов

Грузовой самолет будут использовать для перевозки 90-метровых лопастей ветряных турбин, которые невозможно доставить по суше из-за размеров. Предполагается, что этот аппарат произведет революцию в сфере возобновляемых источников энергии.

13 марта
Алиса Гаджиева

Древние переселенцы из Анатолии не только устроили геноцид в Скандинавии, но и одарили выживших новыми болезнями.

[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].
    Николай
    22.02.2023
    -
    3
    +
    Надо ещё к факторам добавить уменьшение силы тяжести с глубиной до нуля в центре.
    +
      ещё комментарии
      Виктор
      22.02.2023
      -
      0
      +
      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-)
        Николай
        22.02.2023
        -
        1
        +
        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?
          Виктор
          22.02.2023
          -
          0
          +
          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..
            Николай
            22.02.2023
            -
            2
            +
            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)
              Виктор
              22.02.2023
              -
              1
              +
              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=)
                Николай
                22.02.2023
                -
                2
                +
                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=)
    Николай
    22.02.2023
    -
    2
    +
    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
      Виктор
      22.02.2023
      -
      1
      +
      «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
        Николай
        22.02.2023
        -
        2
        +
        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"... )))
    Михаил
    23.02.2023
    -
    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
      Виктор
      24.02.2023
      -
      0
      +
      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=)
      Сергей
      24.02.2023
      -
      0
      +
      Потому что им пришлось бы объяснять почему уран не взрывается
      Николай
      24.02.2023
      -
      1
      +
      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.
        Виктор
        24.02.2023
        -
        0
        +
        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
          Николай
          24.02.2023
          -
          1
          +
          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: