Реклама

Головна » 2013 » Апрель » 29 » У центрі Землі гарячіше, ніж ми думали
14:38
У центрі Землі гарячіше, ніж ми думали
 Експеримент, що повторив штудії двадцятирічної давності, дозволив збільшити температуру твердого ядра планети на тисячу градусів.
  Температура поблизу центру Землі, за новими даними, дорівнює 6000 ° C - на тисячу градусів більше, ніж показав аналогічний експеримент, проведений 20 років тому.
   Тим самим підтверджується правдивість геофізичних моделей, які говорять про те, що перепад температур між твердим ядром і мантією над ним повинен становити щонайменше 1500 ° C, інакше неможливо пояснити існування геомагнітного поля.
    До речі, заодно вдалося встановити, чому помилилися автори попереднього дослідження.
  Ядро Землі складається в основному з кулі рідкого заліза з температурою 4000 ° C і «щільністю» понад 1,3 млн атмосфер. У цих умовах залізо настільки рідке, що його можна порівняти з водою в океанах. Лише в самому центрі планети, де тиск і температура ще вище, залізо переходить в тверду фазу. Аналіз викликаних землетрусами сейсмічних хвиль, що проходять крізь Землю, дозволяє судити про товщину обох ядер і навіть про те, як з глибиною зростає тиск. Але ці хвилі нічого не говорять про температуру, яка має великий вплив на рух матеріалу всередині рідкого ядра і твердої мантії над ним. Більше того, саме перепад температур між мантією і ядром вважається головним чинником великомасштабних термічних переміщень, які разом з обертанням Землі створюють щось на зразок динамо-машини, що породжує магнітне поле планети. Розподіл температур всередині Землі лежить також в основі геофізичних моделей, що пояснюють виникнення і активну діяльність вулканів в таких місцях, як Гаваї або Реюньйон.

З'ясувати температуру в центрі Землі можна шляхом експериментів з плавкою заліза під різним тиском: алмазний прес дозволяє стискати крихітні зразки до декількох мільйонів атмосфер, тоді як лазерний промінь нагріває їх до 4-5 тис. градусів. Звичайно, описати це у двох рядках набагато простіше, ніж здійснити в лабораторії: належить подбати про теплоізоляцію зразка, про те, щоб він не реагував зі своїм оточенням і т.д. До того ж розігріти залізо до температури центру Землі можна лише на кілька секунд, а за цей час не так-то просто зрозуміти, почало воно плавитися чи ні.
   Співробітники Комісаріату ядерної енергетики Франції та європейського прискорювального комплексу ESRF в Греноблі (теж Франція) розробили нову технологію, засновану на інтенсивному рентгенівському випромінюванні, породженому синхротроном: всього за секунду його дифракція дозволяє визначити, твердий зразок, рідкий або частково розплавлений. Протягом цієї секунди можна утримати температуру і тиск на постійному рівні, а також запобігти протіканню хімічних реакцій.
  Дослідники довели температуру плавлення заліза до 4800 ° C, а тиск - до 2,2 млн атмосфер. Потім дані екстраполювали, щоб з'ясувати температуру при тиску 3,3 млн атмосфер, характерному для кордону між рідким і твердим ядром, і з'ясували, що вона має становити 6000 ± 500 ° C. Значення може виявитися трохи іншим, якщо залізо відчуває невідомий фазовий перехід між виміряними і екстрапольованими показниками.
  Так чому ж Райнхард Белер з Хімічного інституту Товариства ім. Макса Планка (ФРН) і його колеги в 1993 році повідомили про інші температури - приблизно на тисячу градусів нижче? Справа в тому, що починаючи з 2400°C на поверхні зразка починається рекристалізація, що призводить до динамічних змін кристалічної структури твердого заліза. Двадцять років тому вчені визначали, розплавилося залізо чи ні, оптичним методом, і цілком можливо, що рекристалізація була інтерпретована як плавлення.

Радимо Вам також поцікавитися можливостями дистанционное обучение .

Результати дослідження опубліковані в журналі Science.
Підготовлено за матеріалами ESRF.



Фото: http://geografica.net.ua
Джерело: http://compulenta.computerra.ru/zemlya/geologiya/10006522/
Категорія: Справи геологічні | Переглядів: 2209 | Додав: wiktor | Теги: Тиск, температура, залізо, Дослідження, 6000, ядро, Земля | Рейтинг: 0.0/0
Матеріали по темі:


Всього коментарів: 0
avatar