แกนร้อนของโลก นักวิทยาศาสตร์: ไม่ควรมีแก่นโลกชั้นใน

เหตุใดแกนโลกจึงไม่เย็นลงและยังคงได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิประมาณ 6,000°C เป็นเวลา 4.5 พันล้านปี คำถามนี้ซับซ้อนมาก ซึ่งยิ่งกว่านั้น วิทยาศาสตร์ไม่สามารถให้คำตอบที่ถูกต้องและเข้าใจได้ 100% อย่างไรก็ตาม มีเหตุผลที่ชัดเจนสำหรับเรื่องนี้

ความลับมากเกินไป

ความลึกลับที่มากเกินไปของแกนโลกนั้นสัมพันธ์กับปัจจัยสองประการ ประการแรกไม่มีใครรู้แน่ชัดว่ามันก่อตัวขึ้นเมื่อใดและภายใต้สถานการณ์ใด - สิ่งนี้เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของโปรโตเอิร์ธหรืออยู่ในช่วงแรกของการดำรงอยู่ของดาวเคราะห์ที่ก่อตัวขึ้น - ทั้งหมดนี้เป็นปริศนาที่ยิ่งใหญ่ ประการที่สอง เป็นไปไม่ได้เลยที่จะเก็บตัวอย่างจากแกนโลก - ไม่มีใครรู้แน่ชัดว่ามันประกอบด้วยอะไร นอกจากนี้ ข้อมูลทั้งหมดที่เรารู้เกี่ยวกับเคอร์เนลจะถูกรวบรวมโดยใช้วิธีการและแบบจำลองทางอ้อม

ทำไมแกนโลกถึงยังร้อนอยู่?

เพื่อพยายามทำความเข้าใจว่าเหตุใดแกนโลกจึงไม่เย็นลงเป็นเวลานาน คุณต้องเข้าใจก่อนว่าอะไรเป็นสาเหตุให้แกนโลกร้อนขึ้นในตอนแรก ภายในดาวเคราะห์ของเราก็เหมือนกับดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ที่มีความหลากหลาย โดยแสดงถึงชั้นที่มีความหนาแน่นต่างกันที่แบ่งเขตค่อนข้างชัดเจน แต่นี่ไม่ใช่กรณีเสมอไป ธาตุหนักค่อยๆ จมลง ก่อตัวเป็นแกนภายในและภายนอก ในขณะที่ธาตุเบาถูกบังคับให้อยู่ด้านบน ก่อตัวเป็นเนื้อโลกและเปลือกโลก กระบวนการนี้ดำเนินไปช้ามากและมีการปล่อยความร้อนออกมาด้วย อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่เหตุผลหลักที่ทำให้เครื่องทำความร้อน มวลทั้งหมดของโลกกดทับศูนย์กลางด้วยแรงมหาศาล ทำให้เกิดความกดดันอย่างน่าประหลาดใจประมาณ 360 GPa (3.7 ล้านบรรยากาศ) ซึ่งเป็นผลมาจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสีที่มีอายุยาวนานซึ่งบรรจุอยู่ในแกนเหล็ก-ซิลิคอน-นิกเกิล เริ่มเกิดขึ้นซึ่งมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนมหาศาล

แหล่งความร้อนเพิ่มเติมคือพลังงานจลน์ที่เกิดขึ้นจากการเสียดสีระหว่างชั้นต่างๆ (แต่ละชั้นหมุนอย่างอิสระจากกัน): แกนในกับชั้นนอกและชั้นนอกกับเนื้อโลก

ภายในดาวเคราะห์ (ไม่เคารพสัดส่วน) การเสียดสีระหว่างชั้นในทั้งสามชั้นทำหน้าที่เป็นแหล่งความร้อนเพิ่มเติม

จากข้อมูลข้างต้น เราสามารถสรุปได้ว่าโลกและโดยเฉพาะอย่างยิ่งลำไส้นั้นเป็นเครื่องจักรที่สามารถทำความร้อนได้เอง แต่สิ่งนี้ไม่สามารถคงอยู่ต่อไปได้ตามธรรมชาติ: ปริมาณสำรองของธาตุกัมมันตภาพรังสีภายในแกนกลางจะค่อยๆ หายไป และจะไม่มีสิ่งใดที่จะรักษาอุณหภูมิได้อีกต่อไป

เริ่มหนาวแล้ว!

ในความเป็นจริง กระบวนการทำความเย็นได้เริ่มต้นขึ้นเมื่อนานมาแล้ว แต่มันดำเนินไปช้ามาก - ในระดับเสี้ยวขององศาต่อศตวรรษ ตามการประมาณการคร่าวๆ เวลาผ่านไปอย่างน้อย 1 พันล้านปีก่อนที่แกนกลางจะเย็นลงอย่างสมบูรณ์ และปฏิกิริยาทางเคมีและปฏิกิริยาอื่นๆ ในแกนกลางนั้นจะหยุดลง

คำตอบสั้น ๆ :โลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งแกนโลกเป็นเครื่องจักรที่สามารถทำความร้อนได้ด้วยตัวเอง มวลทั้งหมดของดาวเคราะห์กดทับใจกลางทำให้เกิดความกดดันอย่างน่าอัศจรรย์และทำให้เกิดกระบวนการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสีซึ่งเป็นผลมาจากการปล่อยความร้อนออกมา

แกนโลกประกอบด้วยสองชั้นโดยมีเขตขอบเขตระหว่างพวกมัน: เปลือกของเหลวด้านนอกของแกนกลางมีความหนา 2,266 กิโลเมตร ด้านล่างมีแกนกลางหนาแน่นขนาดใหญ่ ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1,300 กิโลเมตร บริเวณเปลี่ยนผ่านมีความหนาไม่สม่ำเสมอและค่อยๆ แข็งตัวกลายเป็นแกนใน ที่พื้นผิวชั้นบนมีอุณหภูมิประมาณ 5,960 องศาเซลเซียส แม้ว่าข้อมูลนี้ถือเป็นค่าประมาณก็ตาม

องค์ประกอบโดยประมาณของแกนชั้นนอกและวิธีการกำหนด

ยังไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบของแม้แต่ชั้นนอกของแกนโลก เนื่องจากไม่สามารถหาตัวอย่างมาศึกษาได้ องค์ประกอบหลักที่อาจประกอบเป็นแกนโลกชั้นนอกของเราคือเหล็กและนิกเกิล นักวิทยาศาสตร์มาถึงสมมติฐานนี้อันเป็นผลมาจากการวิเคราะห์องค์ประกอบของอุกกาบาตเนื่องจากผู้พเนจรจากอวกาศเป็นเศษนิวเคลียสของดาวเคราะห์น้อยและดาวเคราะห์ดวงอื่น

อย่างไรก็ตาม อุกกาบาตไม่สามารถถือว่าเหมือนกันทุกประการในองค์ประกอบทางเคมี เนื่องจากวัตถุในจักรวาลดั้งเดิมมีขนาดเล็กกว่าโลกมาก หลังจากการวิจัยมากมาย นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าส่วนที่เป็นของเหลวของสารนิวเคลียร์ถูกเจือจางอย่างมากกับธาตุอื่น ๆ รวมถึงกำมะถันด้วย สิ่งนี้อธิบายความหนาแน่นต่ำกว่าโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิล

เกิดอะไรขึ้นที่แกนโลกชั้นนอก?

พื้นผิวด้านนอกของแกนกลางที่ขอบเขตกับเนื้อโลกนั้นต่างกัน นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่ามันมีความหนาต่างกันทำให้เกิดความโล่งใจภายในที่แปลกประหลาด สิ่งนี้อธิบายได้ด้วยการผสมสสารที่อยู่ลึกต่างกันอย่างต่อเนื่อง พวกมันต่างกันในองค์ประกอบทางเคมีและยังมีความหนาแน่นต่างกัน ดังนั้นความหนาของขอบเขตระหว่างแกนกลางและเนื้อโลกอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 150 ถึง 350 กม.

นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ในผลงานของพวกเขาเมื่อหลายปีก่อนบรรยายถึงการเดินทางสู่ใจกลางโลกผ่านถ้ำลึกและทางเดินใต้ดิน เป็นไปได้จริงเหรอ? อนิจจา ความดันบนพื้นผิวแกนกลางมีมากกว่า 113 ล้านบรรยากาศ ซึ่งหมายความว่าถ้ำใดๆ ก็ตามจะต้อง "กระแทกปิด" อย่างแน่นหนาแม้ว่าจะเข้าใกล้เนื้อโลกก็ตาม สิ่งนี้อธิบายว่าทำไมบนโลกของเราจึงไม่มีถ้ำที่ลึกเกินอย่างน้อย 1 กม.

เราจะศึกษาชั้นนอกของนิวเคลียสได้อย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์สามารถตัดสินได้ว่าแกนกลางมีลักษณะอย่างไรและประกอบด้วยอะไรบ้างโดยการติดตามดูกิจกรรมแผ่นดินไหว ตัวอย่างเช่น พบว่าชั้นนอกและชั้นในหมุนไปในทิศทางที่ต่างกันภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก แกนกลางของโลกปกปิดความลึกลับมากมายที่ยังไขไม่ได้ และกำลังรอการค้นพบพื้นฐานใหม่ๆ

มอสโก 12 กุมภาพันธ์ - RIA Novosti. นักธรณีวิทยาชาวอเมริกันกล่าวว่าแกนโลกชั้นในไม่สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อ 4.2 พันล้านปีก่อนในรูปแบบที่นักวิทยาศาสตร์จินตนาการถึงมันในปัจจุบัน เนื่องจากเป็นไปไม่ได้จากมุมมองของฟิสิกส์ ตามบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร EPS Letters .

“หากแกนกลางของโลกอายุน้อยประกอบด้วยของเหลวที่เป็นเนื้อเดียวกันบริสุทธิ์ทั้งหมด ดังนั้น นิวเคลียสชั้นในก็ไม่ควรมีอยู่ตามหลักการเนื่องจากสสารนี้ไม่สามารถเย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่สามารถก่อตัวได้ ดังนั้น ในกรณีนี้ แกนกลางอาจ และเกิดคำถามว่ามันกลายเป็นแบบนี้ได้อย่างไร นี่คือความขัดแย้งที่เราค้นพบ” James Van Orman จากมหาวิทยาลัย Case Western Reserve ในคลีฟแลนด์ (สหรัฐอเมริกา) กล่าว

ในอดีตอันไกลโพ้น แกนของโลกเป็นของเหลวโดยสมบูรณ์ และไม่ประกอบด้วยสองหรือสามชั้น ตามที่นักธรณีวิทยาบางคนแนะนำในปัจจุบัน คือ แกนโลหะชั้นใน และการละลายของเหล็กและธาตุที่เบากว่า

ในสถานะนี้ แกนกลางจะเย็นลงอย่างรวดเร็วและสูญเสียพลังงาน ซึ่งทำให้สนามแม่เหล็กที่แกนสร้างขึ้นอ่อนลง หลังจากนั้นไม่นานกระบวนการนี้ก็มาถึงจุดวิกฤติและส่วนกลางของนิวเคลียสก็ "แข็งตัว" กลายเป็นนิวเคลียสของโลหะแข็งซึ่งมาพร้อมกับไฟกระชากและความแรงของสนามแม่เหล็กที่เพิ่มขึ้น

เวลาของการเปลี่ยนแปลงนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับนักธรณีวิทยา เนื่องจากช่วยให้เราสามารถประมาณความเร็วโดยประมาณที่แกนโลกกำลังเย็นลงในปัจจุบันได้ และ "เกราะ" แม่เหล็กของโลกของเราจะคงอยู่ได้นานแค่ไหน เพื่อปกป้องเราจากการกระทำของรังสีคอสมิก และชั้นบรรยากาศของโลกจากลมสุริยะ

นักธรณีวิทยาได้ค้นพบสิ่งที่พลิกขั้วแม่เหล็กของโลกนักธรณีวิทยาชาวสวิสและเดนมาร์กเชื่อว่าขั้วแม่เหล็กเปลี่ยนสถานที่เป็นระยะๆ เนื่องจากมีคลื่นผิดปกติภายในแกนกลางของเหลวของโลก และจัดเรียงโครงสร้างแม่เหล็กใหม่เป็นระยะๆ ขณะที่มันเคลื่อนจากเส้นศูนย์สูตรไปยังขั้ว

ดังที่ Van Orman ตั้งข้อสังเกต นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาแรกของชีวิตโลกเนื่องจากปรากฏการณ์ ซึ่งคล้ายคลึงกันซึ่งสามารถพบได้ในชั้นบรรยากาศของโลกหรือในเครื่องทำโซดาในร้านอาหารฟาสต์ฟู้ด

นักฟิสิกส์ได้ค้นพบมานานแล้วว่าของเหลวบางชนิด รวมถึงน้ำ ยังคงเป็นของเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งอย่างเห็นได้ชัด หากไม่มีสิ่งเจือปน ผลึกน้ำแข็งขนาดจิ๋ว หรือการสั่นสะเทือนอันทรงพลังภายใน หากคุณเขย่ามันง่าย ๆ หรือมีฝุ่นหยดลงไปของเหลวนั้นก็จะแข็งตัวเกือบจะในทันที

นักธรณีวิทยากล่าวว่าสิ่งที่คล้ายกันเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 4.2 พันล้านปีก่อนภายในแกนกลางของโลก เมื่อส่วนหนึ่งของมันตกผลึกอย่างกะทันหัน Van Orman และเพื่อนร่วมงานของเขาพยายามจำลองกระบวนการนี้โดยใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ภายในดาวเคราะห์

การคำนวณเหล่านี้แสดงให้เห็นโดยไม่คาดคิดว่าแกนโลกชั้นในของโลกไม่ควรมีอยู่จริง ปรากฎว่ากระบวนการตกผลึกของหินนั้นแตกต่างอย่างมากจากพฤติกรรมของน้ำและของเหลวเย็นยิ่งยวดอื่น ๆ ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิที่แตกต่างกันอย่างมาก มากกว่าหนึ่งพันเคลวิน และขนาดที่น่าประทับใจของ "จุดฝุ่น" ซึ่ง เส้นผ่านศูนย์กลางควรอยู่ที่ประมาณ 20-45 กิโลเมตร

เป็นผลให้มีความเป็นไปได้มากที่สุดสองสถานการณ์ - แกนกลางของดาวเคราะห์ควรจะแข็งตัวจนหมดหรือควรจะยังคงเป็นของเหลวโดยสมบูรณ์ ทั้งสองไม่เป็นความจริง เนื่องจากโลกมีแกนกลางที่เป็นของแข็งด้านในและแกนของเหลวด้านนอก

กล่าวอีกนัยหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ยังไม่มีคำตอบสำหรับคำถามนี้ แวน ออร์มานและเพื่อนร่วมงานของเขาเชิญชวนนักธรณีวิทยาทุกคนบนโลกให้คิดว่า "ชิ้นส่วน" ของเหล็กขนาดใหญ่พอสมควรสามารถก่อตัวขึ้นในเนื้อโลกและ "จม" ลงในแกนกลางของโลกได้อย่างไร หรือค้นหากลไกอื่น ๆ ที่จะอธิบายว่ามันแบ่งออกเป็นสองส่วนได้อย่างไร ชิ้นส่วน

เมื่อคุณทิ้งกุญแจลงในธารลาวาหลอมเหลว บอกลาพวกมันไปได้เลย เพราะมันคือทุกสิ่งทุกอย่าง
- แจ็ค แฮนดี้

เมื่อมองดูดาวเคราะห์บ้านเกิดของเรา คุณจะสังเกตเห็นว่าพื้นผิวของมันปกคลุมไปด้วยน้ำถึง 70%

เราทุกคนรู้ว่าเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น เพราะมหาสมุทรของโลกลอยอยู่เหนือโขดหินและสิ่งสกปรกที่ประกอบเป็นผืนดิน แนวคิดเรื่องการลอยตัว ซึ่งวัตถุที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าลอยอยู่เหนือวัตถุที่มีความหนาแน่นมากกว่าซึ่งจมอยู่ด้านล่าง อธิบายได้มากกว่าแค่มหาสมุทร

หลักการเดียวกันนี้ที่อธิบายว่าทำไมน้ำแข็งจึงลอยอยู่ในน้ำ บอลลูนฮีเลียมลอยขึ้นในชั้นบรรยากาศ และหินจมลงในทะเลสาบ อธิบายว่าทำไมชั้นต่างๆ ของโลกจึงถูกจัดวางในลักษณะที่เป็นอยู่

ชั้นบรรยากาศที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุดของโลกนั้นลอยอยู่เหนือมหาสมุทรน้ำ ซึ่งลอยอยู่เหนือเปลือกโลกซึ่งอยู่เหนือชั้นเนื้อโลกที่หนาแน่นกว่า ซึ่งไม่ได้จมลงในส่วนที่หนาแน่นที่สุดของโลกซึ่งก็คือแกนกลาง

ตามหลักการแล้ว สถานะที่เสถียรที่สุดของโลกคือสถานะที่จะกระจายตัวเป็นชั้นๆ เช่น หัวหอม โดยมีองค์ประกอบหนาแน่นที่สุดอยู่ตรงกลาง และเมื่อคุณเคลื่อนออกไปด้านนอก แต่ละชั้นที่ตามมาจะประกอบด้วยองค์ประกอบที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า และแผ่นดินไหวทุกครั้ง จริงๆ แล้ว จะทำให้ดาวเคราะห์เคลื่อนตัวไปสู่สภาวะนี้

และสิ่งนี้อธิบายโครงสร้างไม่เพียงแต่โลก แต่ยังรวมถึงดาวเคราะห์ทั้งหมดด้วย หากคุณจำได้ว่าองค์ประกอบเหล่านี้มาจากไหน

เมื่อเอกภพยังเยาว์วัย เพียงไม่กี่นาที มีเพียงไฮโดรเจนและฮีเลียมเท่านั้น ธาตุที่หนักกว่าถูกสร้างขึ้นในดวงดาว และเมื่อดาวฤกษ์เหล่านี้ตายเท่านั้นที่ธาตุที่หนักกว่าจะหนีเข้าสู่จักรวาล ส่งผลให้ดาวฤกษ์รุ่นใหม่ก่อตัวขึ้น

แต่คราวนี้ ส่วนผสมขององค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้ ไม่เพียงแต่ไฮโดรเจนและฮีเลียมเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงคาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน ซิลิคอน แมกนีเซียม ซัลเฟอร์ เหล็กและอื่นๆ ไม่เพียงแต่ก่อตัวเป็นดาวฤกษ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์นี้ด้วย

แรงกดดันจากภายในสู่ดาวฤกษ์ที่กำลังก่อตัวผลักธาตุที่เบากว่าออกไป และแรงโน้มถ่วงทำให้เกิดความผิดปกติในดิสก์พังทลายและก่อตัวเป็นดาวเคราะห์

ในกรณีของระบบสุริยะ โลกภายในทั้งสี่นั้นมีความหนาแน่นมากที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบ ดาวพุธประกอบด้วยองค์ประกอบที่หนาแน่นที่สุด ซึ่งไม่สามารถกักเก็บไฮโดรเจนและฮีเลียมได้เป็นจำนวนมาก

ดาวเคราะห์ดวงอื่นที่มีมวลมากกว่าและอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ (จึงได้รับรังสีน้อยกว่า) สามารถกักเก็บองค์ประกอบที่เบามากเหล่านี้ไว้ได้ - นี่คือวิธีที่ดาวฤกษ์ก๊าซยักษ์ก่อตัวขึ้น

โดยเฉลี่ยในโลกทั้งหมด เช่นเดียวกับบนโลก องค์ประกอบที่หนาแน่นที่สุดจะกระจุกตัวอยู่ที่แกนกลาง และองค์ประกอบที่เบาจะก่อตัวเป็นชั้นที่มีความหนาแน่นน้อยลงมากขึ้นเรื่อยๆ รอบๆ แกนกลาง

ไม่น่าแปลกใจเลยที่เหล็ก ซึ่งเป็นธาตุที่เสถียรที่สุดและธาตุที่หนักที่สุดที่สร้างขึ้นในปริมาณมากบริเวณขอบซุปเปอร์โนวา นั้นเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในแกนกลางของโลก แต่บางทีก็น่าประหลาดใจที่ระหว่างแกนกลางที่เป็นของแข็งกับเนื้อโลกที่เป็นของแข็งนั้นมีชั้นของเหลวหนามากกว่า 2,000 กิโลเมตร ซึ่งก็คือแก่นโลกชั้นนอก

โลกมีชั้นของเหลวหนาซึ่งมีมวลถึง 30% ของมวลดาวเคราะห์! และเราได้เรียนรู้เกี่ยวกับการดำรงอยู่ของมันโดยใช้วิธีที่แยบยล - ต้องขอบคุณคลื่นแผ่นดินไหวที่เกิดจากแผ่นดินไหว!

ในแผ่นดินไหว คลื่นไหวสะเทือนจะเกิดเป็น 2 ประเภท คือ คลื่นอัดหลักที่เรียกว่า P-wave ซึ่งเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางตามยาว

และคลื่นเฉือนลูกที่สองที่เรียกว่าคลื่น S คล้ายกับคลื่นบนผิวน้ำทะเล

สถานีแผ่นดินไหวทั่วโลกสามารถรับคลื่น P และ S ได้ แต่คลื่น S ไม่สามารถเดินทางผ่านของเหลวได้ และคลื่น P ไม่เพียงแต่เดินทางผ่านของเหลวเท่านั้น แต่ยังหักเหได้อีกด้วย

ผลก็คือ เราเข้าใจได้ว่าโลกมีแกนโลกชั้นนอกที่เป็นของเหลว ซึ่งด้านนอกมีเนื้อโลกที่เป็นของแข็ง และภายในมีแกนโลกชั้นในที่เป็นของแข็ง! นี่คือเหตุผลว่าทำไมแกนโลกจึงมีองค์ประกอบที่หนักที่สุดและหนาแน่นที่สุด และนี่คือวิธีที่เรารู้ได้ว่าแกนโลกชั้นนอกเป็นชั้นของเหลว

แต่ทำไมแกนกลางชั้นนอกถึงเป็นของเหลว? เช่นเดียวกับองค์ประกอบอื่นๆ สถานะของเหล็ก ไม่ว่าจะเป็นของแข็ง ของเหลว ก๊าซ หรืออื่นๆ ขึ้นอยู่กับความดันและอุณหภูมิของเหล็ก

เหล็กเป็นองค์ประกอบที่ซับซ้อนมากกว่าที่คุณคุ้นเคย แน่นอนว่ามันอาจมีเฟสของแข็งที่เป็นผลึกต่างกันดังที่ระบุไว้ในกราฟ แต่เราไม่สนใจความกดดันธรรมดา เรากำลังดำดิ่งลงสู่แกนโลก ซึ่งมีแรงกดดันมากกว่าระดับน้ำทะเลหลายล้านเท่า แผนภาพเฟสของแรงกดดันสูงเช่นนี้มีลักษณะอย่างไร

ความงามของวิทยาศาสตร์ก็คือแม้ว่าคุณจะไม่มีคำตอบสำหรับคำถามในทันที แต่ก็มีโอกาสที่บางคนได้ทำการวิจัยที่อาจนำไปสู่คำตอบแล้ว! ในกรณีนี้ Ahrens, Collins และ Chen ในปี 2544 พบคำตอบสำหรับคำถามของเรา

และถึงแม้ว่าแผนภาพจะแสดงความกดดันขนาดมหึมาสูงถึง 120 GPa แต่สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าความดันบรรยากาศอยู่ที่เพียง 0.0001 GPa ในขณะที่ความกดดันในแกนกลางชั้นในสูงถึง 330-360 GPa เส้นทึบด้านบนแสดงขอบเขตระหว่างเหล็กหลอม (บน) และเหล็กแข็ง (ล่าง) คุณสังเกตไหมว่าเส้นทึบที่ส่วนท้ายสุดทำให้มีการเลี้ยวขึ้นอย่างรวดเร็วได้อย่างไร?

เพื่อให้เหล็กละลายที่ความดัน 330 GPa ต้องใช้อุณหภูมิมหาศาล เทียบได้กับอุณหภูมิที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ อุณหภูมิเดียวกันที่ความดันต่ำกว่าจะรักษาเหล็กให้อยู่ในสถานะของเหลวได้ง่าย และที่ความดันสูงกว่า - ให้อยู่ในสถานะของแข็ง สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรในแง่ของแกนโลก?

ซึ่งหมายความว่าในขณะที่โลกเย็นลง อุณหภูมิภายในจะลดลง แต่ความดันยังคงไม่เปลี่ยนแปลง นั่นคือในระหว่างการก่อตัวของโลก เป็นไปได้มากว่าแกนกลางทั้งหมดเป็นของเหลว และเมื่อมันเย็นลง แกนในก็จะเติบโตขึ้น! และในกระบวนการนี้ เนื่องจากเหล็กแข็งมีความหนาแน่นสูงกว่าเหล็กเหลว โลกจึงหดตัวช้าๆ ซึ่งนำไปสู่แผ่นดินไหว!

ดังนั้น แกนโลกจึงเป็นของเหลวเนื่องจากมีร้อนพอที่จะละลายเหล็กได้ แต่เฉพาะในบริเวณที่มีความดันต่ำเพียงพอเท่านั้น เมื่อโลกมีอายุมากขึ้นและเย็นลง แกนกลางก็แข็งมากขึ้นเรื่อยๆ และโลกก็หดตัวลงเล็กน้อย!

หากเราต้องการมองไปไกลถึงอนาคต เราก็สามารถคาดหวังได้ว่าคุณสมบัติเดียวกันนี้จะปรากฏเหมือนกับที่สังเกตได้ในดาวพุธ

ดาวพุธเนื่องจากขนาดที่เล็ก จึงเย็นตัวลงและหดตัวอย่างมีนัยสำคัญ และมีรอยแตกร้าวยาวหลายร้อยกิโลเมตรซึ่งปรากฏขึ้นเนื่องจากความจำเป็นในการบีบอัดเนื่องจากการเย็นลง

แล้วทำไมโลกถึงมีแกนกลางของเหลว? เพราะยังไม่เย็นลง และแผ่นดินไหวแต่ละครั้งเป็นเพียงการเคลื่อนตัวเล็กๆ ของโลกไปสู่สถานะสุดท้าย เย็นลง และแข็งตัวโดยสมบูรณ์ แต่อย่ากังวลไปนานก่อนถึงช่วงเวลานั้น ดวงอาทิตย์จะระเบิด และทุกคนที่คุณรู้จักจะต้องตายไปอีกนาน