Какая температура ядра Земля?
По своим размерам Земля выглядит весьма скромно. Даже среди ближайших космических соседей по Солнечной системе по этому показателю она «середнячок», даже не вошедший в тройку «лидеров» — четвертая из восьми. Однако уникальность нашей планеты отнюдь не в ее массе, и не в крайне высокой температуре ядра. Земля — до сих пор единственная известная нам экосистема, ставшая колыбелью цивилизации.
Строение Земли
По форме Земля близка к шару — экваториальный и полярный диаметры равны соответственно 12754 и 12711 километрам. Если мысленно сделать срез от ее поверхности до центра, то мы увидим настоящий «слоеный пирог» из трех основных слоев — земной коры (толщина до 75 км), мантии (примерно 2800 км) и ядра. В свою очередь земное ядро состоит из внешнего и внутреннего ядер толщиной соответственно 2300 и 1200 км.
Строение Земли
Однако у «твердой» Земли есть продолжение, без которого она никогда бы не стала той Землей, что мы знаем — уходящая в небеса атмосфера.
Это тоже, по сути, «слоеный пирог», только уже небесный. Нижняя часть атмосферы (примерно до 20 км) — тропосфера. Выше (до 50 км) находится стратосфера. Поднявшись еще на 30 км, мы окажемся в мезосфере — «предбаннике» ближнего космоса. Ближний космос — термосфера простирается на высоте от 80 до 700 км. До границы земной атмосферы — экзосферы придется преодолеть 10000 км.
История открытия земного ядра
Самым интересным объектом научных исследований стало ядро Земли. Впервые гипотезу о его существовании высказал немецкий геофизик Эмиль Вихерт в 1897 году.
Геофизик Эмиль Вихерт
В ходе исследований он пришел к выводу, что Земля состоит из нескольких слоев, а разница между плотностью пород поверхностного слоя и средней плотностью Земли может означать лишь одно — наличие у нее в центре тяжелого железного ядра.
Спустя почти 30 лет, французский геофизик Бенуа де Либриз на основе измерений параметров землетрясений, зафиксированных в 800 км от эпицентра, заметил, что это расстояние сейсмические волны проходили через Землю несколько быстрее первоначальных предположений, из чего он сделал вывод — глубоко в недрах Земли находится слой, ускоряющий распространение волн.
Позже коллега Либриза британский геофизик Дэвид Пайпс открыл Z-волны, проходящие как через твердую, так и жидкую среды, включая ядро Земли.
Почему земное ядро твердое
В результате последующих исследований ученым удалось установить температуру ядра Земли — от 5427 до 5927 °C, что примерно соответствует средней температуре на поверхности Солнца (около 5500 °C) и даже чуть превышает ее. Причина такого «отставания» — в темных пятнах на Солнце, где температура плазмы «всего» 3727 °C.
Также стал известен и состав внутреннего ядра Земли, представляющий собой сплав железа и никеля. При этом оставалось загадкой, как при температурах — горячее Солнца — ядро остается твердым. Для справки: температура плавления железа 1538 и никеля 1453 °C.
Почему так происходит? Дело в том, что центр Земли — это уникальный природный реактор, где ее ядро находится под «спудом» гигантского, запредельного давления — 350 гигапаскалей или 3,5 млн. атмосфер. Именно оно стабилизирует кристаллическую решетку железоникелевого ядра и обеспечивает его твердость. В отличие от внутреннего, внешнее ядро Земли жидкое.
Почему ядро Земли горячее
Последние десятилетия физики-ядерщики бьются за доступ к управляемому термоядерному синтезу, а по сути — за создание земного Солнца. А между тем нерукотворный ядерный реактор буквально у нас под ногами на глубине примерно 7000 км.
Температура ядра Земли
Он был «запущен» примерно 4,5 млрд. лет назад, когда формировалась наша планета. Но даже столь длительная «эксплуатация» практически не повлияла на количество выделяемого ядром Земли тепла — ядерный распад внутри него до сих пор генерирует энергию мощностью до 20 тераватт или 20 млрд. кВт⋅ч.
И все же земной реактор понемногу остывает — примерно на 100 °C каждый миллиард лет. При этом утерю первичного тепла, хоть и не полностью, компенсирует энергия от трения и термоядерной реакции, тормозящая процессы естественного остывания.
В научном сообществе пока нет единого мнения о перспективах «рабочего ресурса» земного ядра. Однако, если теория о поддержании теплового баланса верна, то беспокоиться не о чем — в запасе у Земли, как минимум, несколько десятков миллиардов лет. Кстати, Солнце может погаснуть гораздо раньше.
Понравился пост? Есть что сказать? Присоединяйтесь:
Почему ядро Земли такое горячее?
Ядро Земли — это центральная и наиболее глубокая часть нашей планеты, которая хранить в себе множество тайн и секретов. Многие знают, что температура ядра достигает 6000 °C примерно такая же температура имеется и на поверхности Солнца. Однако, мало кто знает, почему ядро имеет такую высокую температуру и может ли остыть в будущем? На эти вопросы мы сегодня постараемся дать ответ. Итак, давайте начинать.
Ядро Земли представляет собой невероятно горячий шар, который состоит на 85% из одного из наиболее распространенных элементов в галактике — железа, приблизительно 10% — никель и всего 5% — это другие неизвестные элементы. Радиус ядра составляет приблизительно 1300 км. О том, что ядро нашей земли состоит из двух слоев и большого количества железа свидетельствуют несколько фактов. Известно, что наша планета имеет магнитное поле. Мантия или часть Земли, которая находится непосредственно под корой планеты, но выше ядра слишком слабо проводит электрический ток и не может генерировать такое поле. Согласно модели геодинамо (данная модель претендует на объяснение магнитного поля планеты) говорится что только проводящая жидкость способна на это. Из этого следует, что один слой ядра жидкий. Кроме того, в свое время ученые наблюдавшие за колебаниями поверхности Земли, которые представляют собой S-волны, заметили одну интересную особенность. Что S-волны, не появляются на другой стороне нашей планеты, а исчезают. Известно, что упругие S-волны не способны проходить через жидкость, только через твердые материалы. Исходя из этого ученые сделали вывод, что внутри земли находится жидкий слой ядра. Проведя дополнительные исследования ученые выяснили, что жидкий слой ядра начинается на глубине около 3000 км. В 1930 году был открыт новый тип волн P-волны, которые в два раза быстрее S-волн и способны проходить через любые материалы. Проходя через ядро P-волны во внутренней части немного замедлялись, поэтому и появилась теория, что ядро имеет два слоя: жидкий и твердый. Твердое ядро находится на глубине около 6000 км. Данная теория подтвердилась через целых 40 лет после открытия P-волн, когда у ученых появилось более продвинутое оборудование.
Известно, что ядро Земли имеет чрезвычайно высокую температуру, для этого есть свои причины.
В ядре до сих пор хранится тепло еще со времён образования планеты, это было приблизительно 4,5 миллиарда лет назад. Конечно, вы не раз слышали, что ядро постепенно остывает, но эта цифра не столь значительная, поскольку охлаждение планеты происходит приблизительно на 100 °C каждые миллиард лет.
Известно, что ядро вращается, поэтому в процессе трения создается дополнительное тепло.
Высокая температура ядра обусловлена постоянным подогревом от распада радиоактивных элементов в центральных областях.
Первичное тепло, конечно, постепенно рассеивается, но трение слоёв, распад радиоактивных элементов вновь выделяют тепло, поддерживая температуру ядра нашей планеты. Конечно, у многих может возникнуть вопрос, может ли в итоге все тепло рассеяться? Среди ученых существует много споров вокруг этого вопроса, но до сих пор единогласного ответа, к сожалению, нет. Если все-таки в будущем окажется, что большинство тепла в ядре первичное, то для того, чтобы оно остыло потребуется уж точно не один миллиард лет, а если подтвердится, что тепло вырабатывается благодаря процессам, описанным выше, то для его остывания потребуется более десятка миллиардов лет.
Что касается температуры ядра Земли, то измерить её не так-то и просто. Поскольку сделать это нельзя привычными методами, для этого необходимо множество исследований и экспериментов. Чтобы получить максимально достоверные данные французскими учеными в 2013 году был успешно проведен уникальный эксперимент, в котором поместили чистое железо в условия давления как внутри ядра Земли. В результате этого было выяснено, что температура внутри ядра составляет около 5300 °C. Известно, что железо начинает плавиться при температуре 1540 °C, но внутри ядра температура плавления составляет около 6000 °C. Объясняется это тем, что в ядре имеется экстремальное давление, котору подвергается железо.
Ядро Земли, как известно, самая горячая часть всей планеты, которая до сих пор таит в себе множество тайн и загадок. Постепенно ядро, конечно, остывает, но ни один из не сможет пронаблюдать процесс остывания до конца, даже Солнце погибнет значительно раньше. На этом все. Всем спасибо за внимание.
Сама в ахуе!
Почему ядро Земли такое горячее?
Ядро Земли — это центральная и наиболее глубокая часть нашей планеты, которая хранить в себе множество тайн и секретов. Многие знают, что температура ядра достигает 6000 °C примерно такая же температура имеется и на поверхности Солнца. Однако, мало кто знает, почему ядро имеет такую высокую температуру и может ли остыть в будущем? На эти вопросы мы сегодня постараемся дать ответ. Итак, давайте начинать.
Ядро Земли
Ядро Земли представляет собой невероятно горячий шар, который состоит на 85% из одного из наиболее распространенных элементов в галактике — железа, приблизительно 10% — никель и всего 5% — это другие неизвестные элементы. Радиус ядра составляет приблизительно 1300 км. О том, что ядро нашей земли состоит из двух слоев и большого количества железа свидетельствуют несколько фактов. Известно, что наша планета имеет магнитное поле. Мантия или часть Земли, которая находится непосредственно под корой планеты, но выше ядра слишком слабо проводит электрический ток и не может генерировать такое поле. Согласно модели геодинамо (данная модель претендует на объяснение магнитного поля планеты) говорится что только проводящая жидкость способна на это. Из этого следует, что один слой ядра жидкий. Кроме того, в свое время ученые наблюдавшие за колебаниями поверхности Земли, которые представляют собой S-волны, заметили одну интересную особенность. Что S-волны, не появляются на другой стороне нашей планеты, а исчезают. Известно, что упругие S-волны не способны проходить через жидкость, только через твердые материалы. Исходя из этого ученые сделали вывод, что внутри земли находится жидкий слой ядра. Проведя дополнительные исследования ученые выяснили, что жидкий слой ядра начинается на глубине около 3000 км. В 1930 году был открыт новый тип волн P-волны, которые в два раза быстрее S-волн и способны проходить через любые материалы. Проходя через ядро P-волны во внутренней части немного замедлялись, поэтому и появилась теория, что ядро имеет два слоя: жидкий и твердый. Твердое ядро находится на глубине около 6000 км. Данная теория подтвердилась через целых 40 лет после открытия P-волн, когда у ученых появилось более продвинутое оборудование.
Почему ядро такое горячее
Известно, что ядро Земли имеет чрезвычайно высокую температуру, для этого есть свои причины.
- В ядре до сих пор хранится тепло еще со времён образования планеты, это было приблизительно 4,5 миллиарда лет назад. Конечно, вы не раз слышали, что ядро постепенно остывает, но эта цифра не столь значительная, поскольку охлаждение планеты происходит приблизительно на 100 °C каждые миллиард лет.
- Известно, что ядро вращается, поэтому в процессе трения создается дополнительное тепло.
- Высокая температура ядра обусловлена постоянным подогревом от распада радиоактивных элементов в центральных областях.
Первичное тепло, конечно, постепенно рассеивается, но трение слоёв, распад радиоактивных элементов вновь выделяют тепло, поддерживая температуру ядра нашей планеты. Конечно, у многих может возникнуть вопрос, может ли в итоге все тепло рассеяться? Среди ученых существует много споров вокруг этого вопроса, но до сих пор единогласного ответа, к сожалению, нет. Если все-таки в будущем окажется, что большинство тепла в ядре первичное, то для того, чтобы оно остыло потребуется уж точно не один миллиард лет, а если подтвердится, что тепло вырабатывается благодаря процессам, описанным выше, то для его остывания потребуется более десятка миллиардов лет.
Что касается температуры ядра Земли, то измерить её не так-то и просто. Поскольку сделать это нельзя привычными методами, для этого необходимо множество исследований и экспериментов. Чтобы получить максимально достоверные данные французскими учеными в 2013 году был успешно проведен уникальный эксперимент, в котором поместили чистое железо в условия давления как внутри ядра Земли. В результате этого было выяснено, что температура внутри ядра составляет около 5300 °C. Известно, что железо начинает плавиться при температуре 1540 °C, но внутри ядра температура плавления составляет около 6000 °C. Объясняется это тем, что в ядре имеется экстремальное давление, котору подвергается железо.
Вывод
Ядро Земли, как известно, самая горячая часть всей планеты, которая до сих пор таит в себе множество тайн и загадок. Постепенно ядро, конечно, остывает, но ни один из не сможет пронаблюдать процесс остывания до конца, даже Солнце погибнет значительно раньше. На этом все. Всем спасибо за внимание.
Насколько горячее ядро Земли и почему оно не остывает?
В одной из предыдущих статей мы рассмотрели причины излишней холодности космоса . Теперь давайте разберемся, почему ядро нашей Земли горячее и может ли оно по какой-либо причине вдруг остыть.
Горячее сердце
Ядро Земли — это шар диаметром около 7 000 км, который состоит из расплавленного железа, никеля и других элементов. Этот шар, расположенный внутри нашей планеты, имеет очень высокую температуру — около 5 000–6 000 °C. Такое положение вещей объясняется несколькими факторами:
- Распад изотопов урана, тория и других радиоактивных элементов. Радиогенные процессы сопровождаются высвобождением большого количества тепловой энергии, которая нагревает внутреннее земное ядро.
- Тепло, оставшееся со времен образования планеты. Вот уже около 4,5 млрд лет земное ядро остается горячим. В течение всего этого времени внутренняя часть земли генерирует громадное количество тепла, которое поднимается через мантию до коры, формируя процесс конвекции — естественного теплообмена.
- Трение, возникающее при вращении раскаленного земного ядра, — это еще одна причина, почему «сердце» Земли такое горячее.
Для изучения и оценки процессов, происходящих внутри земной коры, исследователи используют геологические модели на основе нейтринных детекторов — крошечных проникающих частиц антинейтрино. С помощью таких исследований ученые установили, что ядерные распады внутри Земли способны генерировать энергию мощностью до 20 тераватт. Этого вполне достаточно, чтобы поддерживать такую высокую температуру.
Почему ядро Земли горячее и не остывает
На самом деле температура «внутреннего радиатора» нашей планеты постепенно снижается. Но охлаждение не столь значительное в масштабе существования современной цивилизации — ядро остывает на 100 °C каждый миллиард лет.
Несмотря на то что первичное тепло, вырабатываемое планетой, рассеивается, трение и термоядерные реакции поддерживают температуру ядра на определенном уровне. Происходит своеобразная тепловая подпитка, существенно замедляющая процесс естественного остывания.
Ученые пока не пришли к единому мнению по поводу того, как скоро может остыть земное ядро. Однако если придерживаться теории о поддержании теплового баланса, то до полного остывания Земли потребуются десятки, а возможно и сотни миллиардов лет.
Ядро — самая горячая часть Земли, которая надежно скрыта от человеческих глаз и таит множество загадок. На изучение всех процессов, протекающих под нашими ногами, у ученых уйдет немало времени. Но понаблюдать за процессом остывания земного ядра человечеству вряд ли придется. Вероятнее всего, наше Солнце погаснет значительно раньше.
Чтобы тепло земли всегда было рядом, мы создали коллекцию одежды «Сияние космоса» с поистине солнечным характером.