Команда учёных провела лабораторный эксперимент высокой точности, в ходе которого определила температуру плавления железа, из которого частично состоит твёрдое внутреннее земное ядро. Используя эти данные, исследователи подсчитали температуру на границе между внутренним твёрдым и внешним жидким ядром. Оказалось, что она равна температуре на поверхности Солнца, то есть составляет около 6000 градусов Цельсия.

Такая разница имеет значение для геофизики, поскольку объясняет механизм генерации магнитного поля Земли. Ядро состоит из двух частей: внутренней твёрдой и внешней жидкой. Последняя, в свою очередь, граничит с твёрдой, но зыбкой мантией. Разница температур внутреннего твёрдого ядра и мантии должна составлять около 1500 градусов Цельсия, чтобы спровоцировать так называемое тепловое движение — причину формирования магнитного поля планеты.

Предыдущие исследования показывали, что разница температур недостаточная, и это являлось настоящим парадоксом в науке. Согласно данным на 1990 год, температура ядра должна составлять 5000 градусов Цельсия.

В новейшем эксперименте по изучению земного ядра и его температуры принимали участие исследователи из Французского национального исследовательского центра CEA, Национального центра научных исследований CNRS и европейского синхротрона ESRF.

На синхротроне использовались рентгеновские лучи, при помощи которых замеры можно сделать очень быстро. Время в данном случае играет большую роль для учёных, так как прессованные образцы железа в лаборатории обычно "живут" всего несколько секунд. Из-за этого ранее очень трудно было определить, начал ли плавиться металл или всё ещё пребывает в твёрдом состоянии.

Изучение при помощи синхротронного излучения позволяет очень точно определить, при какой температуре происходит перестраивание (плавление) кристаллической решётки железа. В синхротроне исследователи направляли рентгеновские лучи на нагретые до 3000-5000 градусов образцы железа, сжатые между двумя алмазами (таким образом создавалось давление в два миллиона атмосфер, как в недрах Земли) и наблюдали за изменением направления движения "просвечивающих" их лучей.

В момент, когда металл плавится, меняется и структура его кристаллической решётки, вследствие чего изменяется и фиксируемая приборами дифракционная картина (дифракция). Так как температура и давление также регистрируются приборами, учёным удалось очень точно определить температуру плавления образцов.

Оказалось, что железо в твёрдом земном ядре плавится при температуре 4800 градусов Цельсия и давлении, в 2,2 раза превышающем давление на поверхности Земли. Таким образом, учёные заключили, что температура на границе внутреннего и внешнего ядра должна составлять 6000 градусов Цельсия, а давление — около 3,3 миллиона атмосфер. По словам соавтора исследования Агнес Деваль (Agnes Dewaele), теперь всё сходится.

Результаты исследования геофизиков были опубликованы в журнале Science.

Также по теме:
На Европейском синхротроне смоделируют ядро Земли
Суперземли могут обладать необычным защитным магнитным полем
Найдены следы недавней геологической активности Луны 
Земля приобретает форму тыквы, считают учёные
Британские учёные выяснят, из чего состоит Земля

Источник: www.vesti.ru

Температура внутри земли чаще всего является довольно субъективным показателем, поскольку точную температуру можно назвать только в доступных местах, например, в Кольской скважине (глубина 12 км). Но это место относится к наружной части земной коры.

Температуры разных глубин Земли

Как выяснили ученые, температура поднимается на 3 градуса каждые 100 метров вглубь Земли. Эта цифра является постоянной для всех континентов и частей земного шара. Такой рост температуры происходит в верхней части земной коры, примерно первые 20 километров, далее температурный рост замедляется.

Самый большой рост зафиксирован в США, где температура поднялась на 150 градусов за 1000 метров вглубь земли. Самый медленный рост зафиксирован в Южной Африке, столбик термометра поднялся всего лишь на 6 градусов по Цельсию.

На глубине около 35-40 километров температура колеблется в районе 1400 градусов. Граница мантии и внешнего ядра на глубине от 25 до 3000 км раскаляется от 2000 до 3000 градусов. Внутренние ядро нагрето до 4000 градусов. Температура же в самом центре Земли, по последним сведениям, полученным в результате сложных опытов, составляет около 6000 градусов. Такой же температурой может похвастаться и Солнце на своей поверхности.

Минимальные и максимальные температуры глубин Земли

При расчете минимальной и максимальной температуры внутри Земли в расчет не берут данные пояса постоянной температуры. В этом поясе температура является постоянной на протяжении всего года. Пояс располагается на глубине от 5 метров (тропики) и до 30 метров (высокие широты).

Максимальная температура была измерена и зафиксирована на глубине около 6000 метров и составила 274 градуса по Цельсию. Минимальная же температура внутри земли фиксируется в основном в северных районах нашей планеты, где даже на глубине более 100 метров термометр показывает минусовую температуру.

Откуда исходит тепло и как оно распределяется в недрах планеты

Тепло внутри земли исходит от нескольких источников:

1) Распад радиоактивных элементов;

2) Разогретая в ядре Земли гравитационная дифференциация вещества;

3) Приливное трение (воздействие Луны на Землю, сопровождающееся замедлением последней).

Это некоторые варианты возникновения тепла в недрах земли, но вопрос о полном списке и корректности уже имеющегося открыт до сих пор.

Тепловой поток, исходящий из недр нашей планеты, изменяется в зависимости от структурных зон. Поэтому распределение тепла в месте, где находится океан, горы или равнины, имеет совершенно разные показатели.

Источник: xn—-8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai

Новые исследования внутренних слоев нашей планеты показывают, что внутреннее ядро планеты может быть гораздо горячее, чем прежде считалось. Согласно новым оценкам, его реальная температура может быть близка к 6000 градусов — примерно такая же температура и на поверхности Солнца.

Кроме того, по новым данным, наше ядро в реальности имеет довольно большой кристаллизованный слой, внутри которого находится раскаленное вещество в жидкой форме. На протяжении длительного времени исследователи дискутировали относительно того, при какой температуре ядро могло бы кристаллизоваться.

В последнем номере научного журнала Science исследователи при помощи специальной рентгеновской установки исследовали крошечные частицы железа, являющего базовым элементом ядра и уточнили данные о температуре, при которой ядро и его железо кристаллизуются или плавятся. Авторы исследования говорят, что сейсмоволны дают прекрасное представление о толщине того или иного геологического слоя Земли, но они не дают представления о его температуре. Именно поэтому температурный вопрос и по сей день остается во многом открытым.

Исследования, проведенные еще в 90-х годах показали, что железо, из которого состоит ядро Земли, должно плавиться примерно при 5000 градусах. Соответственно, тогда же было установлено, что температура ядра близка к этой отметке. Однако сейчас геологи говорят, что получили более детализированные сведения о железе из состава ядра и теперь они полагают, что 5000 градусов для него недостаточна, тогда как более близка оценка в 6000 градусов.

Агнес Диваэль, геолог из французского исследовательского агентства CEA, говорит, что ими была разработана более точная оценка состава ядра и температура плавления в 6000 градусов — это лишь первая приблизительная оценка. «Сейчас существует много конкурирующих теорий по расчету температуры ядра Земли. Ни одна из них не является на 100% точной», — говорит Диваэль.

Между тем, температура ядра — это критически важный показатель для множества физических расчетов, связанных с нашей планетой. Этот показатель затрагивает десятки параметров в геофизике, сейсмологии, геодинамике и других науках. Даже параметры земного притяжения можно пересмотреть в зависимости от температуры и плотности ядра.

Французские исследователи говорят, что ранее прозвучавшая оценка в 5000 градусов — это явно заниженная оценка. Более правдивым им кажется диапазон в 5 750 — 6 250 градусов. !zn

Читайте также:

Магнитное поле Земли меняет знак

Путешествие к центру Земли

Изменение климата обусловлено… добычей нефти из недр Земли

Источник: zn.ua