Որն է երկրի միջուկը: Գիտնականներ.Երկրի ներքին միջուկը չպետք է գոյություն ունենա. Երկրի միջուկում պայմանների վերականգնում

Անհիշելի ժամանակներում դա տեղի ունեցավ: Այս բոլոր հարցերը վաղուց են անհանգստացնում մարդկությանը։ Եվ շատ գիտնականներ ցանկանում էին արագ պարզել, թե ինչ կա խորքում: Բայց պարզվեց, որ այս ամենը սովորելը այնքան էլ հեշտ չէ։ Ի վերջո, նույնիսկ այսօր, ունենալով բոլոր տեսակի հետազոտություններ իրականացնելու բոլոր ժամանակակից սարքերը, մարդկությունն ի վիճակի է հորեր հորատել ընդամենը մոտ տասնհինգ կիլոմետր խորության վրա, ոչ ավելին: Իսկ լիարժեք ու համապարփակ փորձերի համար պահանջվող խորությունը պետք է մեծության կարգով ավելի մեծ լինի։ Հետևաբար, գիտնականները պետք է հաշվարկեն, թե ինչպես է ձևավորվել Երկրի միջուկը՝ օգտագործելով տարբեր բարձր ճշգրտության գործիքներ:

Երկրի ուսումնասիրություն

Հին ժամանակներից մարդիկ ուսումնասիրել են բնական բաց ապարները։ Ժայռեր ու լեռների լանջեր, գետերի ու ծովերի զառիթափ ափեր... Այստեղ դուք կարող եք ձեր սեփական աչքերով տեսնել այն, ինչ գոյություն է ունեցել հավանաբար միլիոնավոր տարիներ առաջ։ Իսկ որոշ հարմար վայրերում հորատանցքեր են կատարվում։ Դրանցից մեկն իր խորության վրա է՝ տասնհինգ հազար մետր։ Այն հանքերը, որոնք մարդիկ փորում են, նաև օգնում են ուսումնասիրել ներքին Միջուկը, իհարկե, նրանք չեն կարող «ստանալ»: Սակայն այս հանքերից ու հորերից գիտնականները կարող են ապարների նմուշներ հանել՝ այս կերպ իմանալով դրանց փոփոխությունների ու ծագման, կառուցվածքի և կազմի մասին: Այս մեթոդների թերությունն այն է, որ նրանք կարողանում են ուսումնասիրել միայն հողը և միայն երկրակեղևի վերին մասը։

Երկրի միջուկում պայմանների վերականգնում

Սակայն երկրաֆիզիկան և սեյսմոլոգիան՝ երկրաշարժերի և մոլորակի երկրաբանական կազմի մասին գիտությունները, օգնում են գիտնականներին ավելի ու ավելի խորը ներթափանցել առանց շփման: Ուսումնասիրելով սեյսմիկ ալիքները և դրանց տարածումը` պարզվում է, թե ինչից են կազմված և՛ թիկնոցը, և՛ միջուկը (նմանապես որոշվում է, օրինակ, ընկած երկնաքարերի բաղադրությամբ)։ Նման գիտելիքները հիմնված են ստացված տվյալների վրա՝ անուղղակի՝ մասին ֆիզիկական հատկություններնյութեր. Նաև այսօր, ուղեծրում գտնվող արհեստական ​​արբանյակներից ստացված ժամանակակից տվյալները նպաստում են ուսումնասիրությանը:

Մոլորակի կառուցվածքը

Գիտնականները կարողացել են, ամփոփելով ստացված տվյալները, հասկանալ, որ Երկրի կառուցվածքը բարդ է։ Այն բաղկացած է առնվազն երեք անհավասար մասերից։ Կենտրոնում կա մի փոքրիկ միջուկ, որը շրջապատված է հսկայական թիկնոցով։ Թիկնոցը զբաղեցնում է ընդհանուր ծավալի մոտավորապես հինգերորդ մասը Գլոբուս. Իսկ վերևում ամեն ինչ ծածկված է Երկրի բավականին բարակ արտաքին ընդերքով:

Հիմնական կառուցվածքը

Միջուկը կենտրոնական, միջին մասն է։ Այն բաժանված է մի քանի շերտերի՝ ներքին և արտաքին։ Ժամանակակից գիտնականների մեծ մասի կարծիքով՝ ներքին միջուկը պինդ է, իսկ արտաքինը՝ հեղուկ (հալած վիճակում)։ Իսկ միջուկը շատ ծանր է՝ այն կշռում է ամբողջ մոլորակի զանգվածի մեկ երրորդից ավելին՝ 15-ից մի փոքր ավելի ծավալով: Միջուկի ջերմաստիճանը բավականին բարձր է՝ տատանվում է 2000-ից մինչև 6000 աստիճան Ցելսիուս: Գիտական ​​ենթադրությունների համաձայն՝ Երկրի կենտրոնը հիմնականում բաղկացած է երկաթից և նիկելից։ Այս ծանր հատվածի շառավիղը 3470 կիլոմետր է։ Իսկ դրա մակերեսը կազմում է մոտ 150 միլիոն քառակուսի կիլոմետր, ինչը մոտավորապես հավասար է Երկրի մակերևույթի բոլոր մայրցամաքների մակերեսին։

Ինչպես է ձևավորվել Երկրի միջուկը

Մեր մոլորակի միջուկի մասին շատ քիչ տեղեկություն կա, և այն կարելի է ստանալ միայն անուղղակիորեն (միջուկային ապարների նմուշներ չկան): Հետևաբար, տեսությունները կարող են միայն հիպոթետիկորեն արտահայտվել այն մասին, թե ինչպես է ձևավորվել Երկրի միջուկը: Երկրի պատմությունը գալիս է միլիարդավոր տարիներ առաջ: Գիտնականների մեծ մասը հավատարիմ է այն տեսությանը, որ սկզբում մոլորակը ձևավորվել է որպես բավականին միատարր: Միջուկի մեկուսացման գործընթացը սկսվել է ավելի ուշ։ Իսկ դրա բաղադրությունը նիկել է և երկաթ։ Ինչպե՞ս է ձևավորվել Երկրի միջուկը: Այս մետաղների հալոցքը աստիճանաբար իջավ մոլորակի կենտրոն՝ կազմելով միջուկը։ Դա պայմանավորված էր հալման ավելի բարձր տեսակարար կշռով:

Այլընտրանքային տեսություններ

Կան նաև այս տեսության հակառակորդներ, ովքեր ներկայացնում են իրենց սեփական, միանգամայն հիմնավոր փաստարկները։ Նախ, այս գիտնականները կասկածի տակ են դնում երկաթի և նիկելի համաձուլվածքի միջուկի կենտրոն անցնելու փաստը (որը ավելի քան 100 կիլոմետր է): Երկրորդ, եթե ենթադրենք երկնաքարերի նման սիլիկատներից նիկելի և երկաթի արտազատում, ապա պետք է տեղի ունենար համապատասխան նվազեցման ռեակցիա։ Սա իր հերթին պետք է ուղեկցվեր հսկայական քանակությամբ թթվածնի արտազատմամբ՝ ձեւավորելով մի քանի հարյուր հազար մթնոլորտ մթնոլորտային ճնշում։ Բայց Երկրի անցյալում նման մթնոլորտի գոյության մասին ոչ մի ապացույց չկա։ Այդ իսկ պատճառով տեսություններ են առաջ քաշվել ամբողջ մոլորակի ձևավորման ժամանակ միջուկի սկզբնական ձևավորման մասին։

2015 թվականին Օքսֆորդի գիտնականները նույնիսկ առաջարկեցին մի տեսություն, ըստ որի՝ Երկիր մոլորակի միջուկը բաղկացած է ուրանից և ունի ռադիոակտիվություն։ Սա անուղղակիորեն ապացուցում է Երկրի մագնիսական դաշտի երկարատև գոյությունը և այն փաստը, որ ժամանակակից ժամանակներում մեր մոլորակը շատ ավելի ջերմություն է արտանետում, քան ակնկալվում էր նախորդ գիտական ​​վարկածներով:

Ինչու՞ երկրագնդի միջուկը չի սառել և տաքացել է մինչև 6000°C ջերմաստիճանը 4,5 միլիարդ տարի: Հարցը չափազանց բարդ է, որին, առավել եւս, գիտությունը չի կարող 100%-ով ճշգրիտ ու հասկանալի պատասխան տալ։ Սակայն դրա համար կան օբյեկտիվ պատճառներ։

Չափազանց գաղտնիություն

Երկրի միջուկի չափից դուրս, այսպես ասած, առեղծվածը կապված է երկու գործոնի հետ. Նախ, ոչ ոք հաստատ չգիտի, թե ինչպես, երբ և ինչ հանգամանքներում է այն ձևավորվել, դա տեղի է ունեցել նախաերկրի ձևավորման ժամանակ կամ արդեն ձևավորված մոլորակի գոյության վաղ փուլերում, այս ամենը մեծ առեղծված է: Երկրորդ, երկրագնդի միջուկից նմուշներ ստանալը բացարձակապես անհնար է. ոչ ոք հաստատ չգիտի, թե ինչից է այն բաղկացած: Ավելին, բոլոր տվյալները, որոնք մենք գիտենք միջուկի մասին, հավաքվում են անուղղակի մեթոդների և մոդելների միջոցով:

Ինչու՞ է Երկրի միջուկը մնում տաք:

Փորձելու համար հասկանալ, թե ինչու երկրագնդի միջուկն այդքան երկար ժամանակ չի սառչում, նախ պետք է հասկանալ, թե ինչն է հանգեցրել դրա սկզբնական տաքացմանը: Մեր մոլորակի ինտերիերը, ինչպես ցանկացած այլ մոլորակի ներքինը, տարասեռ է, դրանք ներկայացնում են տարբեր խտության համեմատաբար հստակ սահմանազատված շերտեր: Բայց դա միշտ չէ, որ այդպես է եղել. ծանր տարրերը կամաց-կամաց սուզվել են՝ ձևավորելով ներքին և արտաքին միջուկը, մինչդեռ թեթև տարրերը ստիպված են եղել բարձրանալ վերև՝ ձևավորելով թիկնոցը և երկրի ընդերքը: Այս գործընթացը չափազանց դանդաղ է ընթանում և ուղեկցվում է ջերմության արտազատմամբ։ Սակայն սա չէր ջեռուցման հիմնական պատճառը։ Երկրի ողջ զանգվածը ահռելի ուժով սեղմվում է իր կենտրոնի վրա՝ առաջացնելով մոտավորապես 360 ԳՊա (3,7 միլիոն մթնոլորտ) ֆենոմենալ ճնշում, ինչի արդյունքում երկաթ-սիլիցիում-նիկել միջուկում պարունակվող երկարակյաց ռադիոակտիվ տարրերի քայքայումը։ սկսեց առաջանալ, որն ուղեկցվեց ջերմության հսկայական արտանետումներով:

Ջեռուցման լրացուցիչ աղբյուրը կինետիկ էներգիան է, որն առաջանում է տարբեր շերտերի միջև շփման արդյունքում (յուրաքանչյուր շերտը պտտվում է մյուսից անկախ)՝ ներքին միջուկը արտաքինի հետ, իսկ արտաքինը՝ թիկնոցի հետ։

Մոլորակի ինտերիերը (համամասնությունները չեն պահպանվում): Երեք ներքին շերտերի միջև շփումը ծառայում է լրացուցիչ աղբյուրջեռուցում

Ելնելով վերը նշվածից՝ կարող ենք եզրակացնել, որ Երկիրը և մասնավորապես նրա աղիքները ինքնաբավ մեքենա են, որն ինքն իրեն տաքացնում է։ Բայց դա բնականաբար չի կարող հավերժ շարունակվել. միջուկի ներսում ռադիոակտիվ տարրերի պաշարները կամաց-կամաց անհետանում են, և այլևս ոչինչ չի լինի ջերմաստիճանը պահպանելու համար:

Ցուրտ է դառնում։

Իրականում, սառեցման գործընթացն արդեն սկսվել է շատ վաղուց, բայց այն ընթանում է չափազանց դանդաղ՝ դարում մեկ աստիճանի մասով: Մոտավոր հաշվարկներով՝ կանցնի առնվազն 1 միլիարդ տարի, մինչև միջուկն ամբողջությամբ կսառչի և կդադարեն քիմիական և այլ ռեակցիաները։

Կարճ պատասխանն:Երկիրը և, մասնավորապես, երկրի միջուկը ինքնաբավ մեքենա է, որն ինքն իրեն տաքացնում է։ Մոլորակի ամբողջ զանգվածը սեղմում է նրա կենտրոնը՝ առաջացնելով ֆենոմենալ ճնշում և դրանով իսկ առաջացնելով ռադիոակտիվ տարրերի քայքայման գործընթացը, որի արդյունքում ջերմություն է արտազատվում։

ՄՈՍԿՎԱ, 12 փետրվարի – ՌԻԱ Նովոստի. Ամերիկացի երկրաբաններն ասում են, որ Երկրի ներքին միջուկը չէր կարող առաջանալ 4,2 միլիարդ տարի առաջ այն տեսքով, որով այն այսօր պատկերացնում են գիտնականները, քանի որ դա անհնար է ֆիզիկայի տեսանկյունից, ասվում է EPS Letters ամսագրում հրապարակված հոդվածում: .

«Եթե երիտասարդ Երկրի միջուկը ամբողջությամբ բաղկացած է մաքուր, միատարր հեղուկից, ապա ներքին միջուկը սկզբունքորեն չպետք է գոյություն ունենա, քանի որ այս նյութը չի կարող սառչել այն ջերմաստիճանում, որտեղ հնարավոր է եղել դրա ձևավորումը: Համապատասխանաբար, այս դեպքում միջուկը կարող է լինի տարասեռ կազմ, և հարց է առաջանում, թե ինչպես է այն դարձել այսպես, սա է պարադոքսը, որը մենք հայտնաբերեցինք», - ասում է Ջեյմս Վան Օրմանը Քլիվլենդի Քեյս Վեսթերն Ռեզերվ համալսարանից (ԱՄՆ):

Հեռավոր անցյալում Երկրի միջուկը լիովին հեղուկ էր և բաղկացած չէր երկու կամ երեք շերտերից, ինչպես այժմ առաջարկում են որոշ երկրաբաններ՝ ներքին մետաղական միջուկը և շրջապատող երկաթի և ավելի թեթև տարրերի հալույթը:

Այս վիճակում միջուկը արագ սառչեց և կորցրեց էներգիան, ինչը հանգեցրեց իր առաջացրած մագնիսական դաշտի թուլացմանը: Որոշ ժամանակ անց այս գործընթացը հասավ որոշակի կրիտիկական կետի, և միջուկի կենտրոնական մասը «սառեց»՝ վերածվելով ամուր մետաղական միջուկի, որն ուղեկցվում էր մագնիսական դաշտի ուժգնության ալիքով և աճով։

Այս անցման ժամանակը չափազանց կարևոր է երկրաբանների համար, քանի որ այն թույլ է տալիս մոտավոր գնահատել, թե ինչ արագությամբ է այսօր սառչում Երկրի միջուկը և որքան ժամանակ կպահպանվի մեր մոլորակի մագնիսական «վահանը»՝ պաշտպանելով մեզ տիեզերական ճառագայթների ազդեցությունից։ և Երկրի մթնոլորտը արևային քամուց:

Այժմ, ինչպես նշում է Վան Օրմանը, գիտնականների մեծ մասը կարծում է, որ դա տեղի է ունեցել Երկրի կյանքի առաջին պահերին մի երևույթի պատճառով, որի անալոգը կարելի է գտնել մոլորակի մթնոլորտում կամ արագ սննդի ռեստորանների գազավորված ըմպելիքի մեքենաներում:

Ֆիզիկոսները վաղուց հայտնաբերել են, որ որոշ հեղուկներ, ներառյալ ջուրը, մնում են հեղուկ սառեցման կետից նկատելիորեն ցածր ջերմաստիճաններում, եթե ներսում չկան կեղտեր, մանրադիտակային սառցե բյուրեղներ կամ հզոր թրթռումներ: Եթե ​​դուք հեշտությամբ թափահարում եք այն կամ փոշու մի մասնիկ գցում եք դրա մեջ, ապա այդպիսի հեղուկը գրեթե ակնթարթորեն սառչում է:

Նման մի բան, ըստ երկրաբանների, տեղի է ունեցել մոտ 4,2 միլիարդ տարի առաջ Երկրի միջուկի ներսում, երբ նրա մի մասը հանկարծակի բյուրեղացել է: Վան Օրմանը և նրա գործընկերները փորձել են վերարտադրել այս գործընթացը՝ օգտագործելով մոլորակի ինտերիերի համակարգչային մոդելները։

Այս հաշվարկներն անսպասելիորեն ցույց տվեցին, որ Երկրի ներքին միջուկը չպետք է գոյություն ունենա։ Պարզվեց, որ նրա ապարների բյուրեղացման գործընթացը շատ է տարբերվում ջրի և այլ գերսառեցված հեղուկների վարքագծից. սա պահանջում է ջերմաստիճանի հսկայական տարբերություն, ավելի քան հազար կելվին և «փոշու բծի» տպավորիչ չափս։ տրամագիծը պետք է լինի մոտ 20-45 կիլոմետր:

Արդյունքում, ամենայն հավանականությամբ, երկու սցենար է՝ կա՛մ մոլորակի միջուկը պետք է ամբողջովին սառած լիներ, կա՛մ այն ​​դեռ պետք է մնար ամբողջովին հեղուկ: Երկուսն էլ իրականությանը չեն համապատասխանում, քանի որ Երկիրն ունի ներքին պինդ և արտաքին հեղուկ միջուկ:

Այսինքն՝ գիտնականներն այս հարցի պատասխանը դեռ չունեն։ Վան Օրմանը և նրա գործընկերները հրավիրում են երկրագնդի բոլոր երկրաբաններին մտածել այն մասին, թե ինչպես կարող է երկաթի բավականին մեծ «կտոր» ձևավորվել մոլորակի թաղանթում և «սուզվել» նրա միջուկը, կամ գտնել որևէ այլ մեխանիզմ, որը կբացատրի, թե ինչպես է այն բաժանվել երկու մասի։ մասեր.

Երբ բանալիներդ գցում ես հալած լավայի հոսքի մեջ, հրաժեշտ տուր նրանց, որովհետև, ընկեր, դրանք ամեն ինչ են:
- Ջեք Հենդի

Մենք բոլորս գիտենք, թե ինչու է դա այդպես, քանի որ Երկրի օվկիանոսները լողում են ժայռերի և կեղտի վերևում, որոնք կազմում են երկիրը: Լողունակության հայեցակարգը, որի դեպքում ավելի քիչ խիտ առարկաները լողում են ավելի խիտ առարկաների վերևում, որոնք սուզվում են ներքևում, բացատրում է շատ ավելին, քան պարզապես օվկիանոսները:

Նույն սկզբունքը, որը բացատրում է, թե ինչու է սառույցը լողում ջրի մեջ, հելիումի փուչիկը բարձրանում է մթնոլորտում, իսկ ժայռերը խորտակվում են լճում, բացատրում է, թե ինչու են Երկիր մոլորակի շերտերը դասավորված այնպես, ինչպես կան:

Երկրի ամենաքիչ խիտ մասը՝ մթնոլորտը, լողում է ջրային օվկիանոսների վերևում, որոնք լողում են Երկրի ընդերքի վերևում, որը նստած է ավելի խիտ թիկնոցի վերևում, որը չի սուզվում Երկրի ամենախիտ մասում՝ միջուկը:

Իդեալում, Երկրի ամենակայուն վիճակը կլիներ այն, որը իդեալականորեն բաշխված կլիներ շերտերի, ինչպես սոխը, կենտրոնում ամենախիտ տարրերով, և երբ դուք շարժվում եք դեպի դուրս, յուրաքանչյուր հաջորդ շերտ կազմված կլինի ավելի քիչ խիտ տարրերից: Եվ յուրաքանչյուր երկրաշարժ, փաստորեն, մոլորակը տեղափոխում է դեպի այս վիճակը։

Եվ սա բացատրում է ոչ միայն Երկրի, այլեւ բոլոր մոլորակների կառուցվածքը, եթե հիշեք, թե որտեղից են առաջացել այդ տարրերը։

Երբ Տիեզերքը երիտասարդ էր, ընդամենը մի քանի րոպե, գոյություն ունեին միայն ջրածին և հելիում: Աստղերում ստեղծվում էին ավելի ու ավելի ծանր տարրեր, և միայն այն ժամանակ, երբ այդ աստղերը մահացան, ավելի ծանր տարրերը փախան Տիեզերք՝ թույլ տալով աստղերի նոր սերունդների ձևավորումը:

Բայց այս անգամ այս բոլոր տարրերի խառնուրդը՝ ոչ միայն ջրածնի և հելիումի, այլև ածխածնի, ազոտի, թթվածնի, սիլիցիումի, մագնեզիումի, ծծմբի, երկաթի և այլոց, կազմում է ոչ միայն աստղ, այլև պրոմոլորակային սկավառակ այս աստղի շուրջ:

Ձևավորվող աստղի ներսից դրսևորված ճնշումը դուրս է մղում ավելի թեթև տարրերը, իսկ ձգողականությունը հանգեցնում է սկավառակի անկանոնությունների փլուզմանը և մոլորակների ձևավորմանը:

Երբ Արեգակնային համակարգչորս ներաշխարհհամակարգի բոլոր մոլորակներից ամենախիտն են: Մերկուրին բաղկացած է ամենախիտ տարրերից, որոնք չեն կարող պահել մեծ քանակությամբ ջրածին և հելիում։

Այլ մոլորակները, ավելի զանգվածային և Արեգակից ավելի հեռու (և հետևաբար ավելի քիչ են ստանում նրա ճառագայթումը), կարողացան պահպանել այս գերթեթև տարրերից ավելի շատ. ահա թե ինչպես են ձևավորվել գազային հսկաները:

Բոլոր աշխարհների վրա, ինչպես Երկրի վրա, միջինում ամենախիտ տարրերը կենտրոնացած են միջուկում, իսկ թեթևները նրա շուրջ ավելի ու ավելի քիչ խիտ շերտեր են կազմում:

Զարմանալի չէ, որ երկաթը՝ ամենակայուն տարրը և գերնոր աստղերի եզրին մեծ քանակությամբ ստեղծված ամենածանր տարրը, ամենաառատ տարրն է երկրի միջուկում։ Բայց, հավանաբար, զարմանալիորեն, ամուր միջուկի և պինդ թիկնոցի միջև ընկած է ավելի քան 2000 կմ հաստությամբ հեղուկ շերտ՝ Երկրի արտաքին միջուկը:

Երկիրն ունի հաստ հեղուկ շերտ, որը պարունակում է մոլորակի զանգվածի 30%-ը: Իսկ դրա գոյության մասին մենք իմացանք բավականին հնարամիտ մեթոդով՝ երկրաշարժերից առաջացող սեյսմիկ ալիքների շնորհիվ։

Երկրաշարժերի ժամանակ առաջանում են երկու տեսակի սեյսմիկ ալիքներ՝ հիմնական սեղմման ալիքը, որը հայտնի է որպես P-ալիք, որը շարժվում է երկայնական ճանապարհով։

Եվ երկրորդ կտրող ալիքը, որը հայտնի է որպես S-ալիք, որը նման է ծովի մակերեսի ալիքներին:

Սեյսմիկ կայաններն ամբողջ աշխարհում ունակ են ընդունելու P և S ալիքները, սակայն S-ալիքները չեն անցնում հեղուկի միջով, իսկ P-ալիքները ոչ միայն անցնում են հեղուկով, այլև բեկվում են:

Արդյունքում մենք կարող ենք հասկանալ, որ Երկիրն ունի հեղուկ արտաքին միջուկ, որից դուրս կա պինդ թիկնոց, իսկ ներսում՝ ամուր ներքին միջուկ։ Ահա թե ինչու Երկրի միջուկը պարունակում է ամենածանր և խիտ տարրերը, և այսպես մենք գիտենք, որ արտաքին միջուկը հեղուկ շերտ է:

Բայց ինչու է արտաքին միջուկը հեղուկ: Ինչպես բոլոր տարրերը, այնպես էլ երկաթի վիճակը՝ լինի պինդ, հեղուկ, գազային կամ այլ, կախված է երկաթի ճնշումից և ջերմաստիճանից։

Երկաթը ավելի բարդ տարր է, քան շատերը, որոնց դուք սովոր եք: Իհարկե, այն կարող է ունենալ տարբեր բյուրեղային պինդ փուլեր, ինչպես նշված է գրաֆիկում, բայց մեզ չեն հետաքրքրում սովորական ճնշումները: Մենք իջնում ​​ենք երկրագնդի միջուկ, որտեղ ճնշումը միլիոն անգամ ավելի մեծ է, քան ծովի մակարդակը: Ինչպիսի՞ն է ֆազային դիագրամը նման բարձր ճնշումների դեպքում:

Գիտության գեղեցկությունն այն է, որ նույնիսկ եթե դուք անմիջապես չունեք հարցի պատասխանը, հավանական է, որ ինչ-որ մեկն արդեն արել է այն հետազոտությունը, որը կարող է հանգեցնել պատասխանի: Այս դեպքում Արենսը, Քոլինսը և Չենը 2001 թվականին գտան մեր հարցի պատասխանը։

Եվ չնայած դիագրամը ցույց է տալիս հսկա ճնշումներ մինչև 120 ԳՊա, հարկ է հիշել, որ մթնոլորտային ճնշումը կազմում է ընդամենը 0,0001 ԳՊա, մինչդեռ ներքին միջուկում ճնշումները հասնում են 330-360 ԳՊա: Վերին հոծ գիծը ցույց է տալիս հալվող երկաթի (վերևի) և ամուր երկաթի (ներքևի) միջև սահմանը: Նկատեցի՞ք, թե ինչպես է վերջի հոծ գիծը կտրուկ դեպի վեր շրջադարձ կատարում:

Որպեսզի երկաթը հալվի 330 ԳՊա ճնշման տակ, անհրաժեշտ է հսկայական ջերմաստիճան, որը համեմատելի է Արեգակի մակերեսին տիրող ջերմաստիճանի հետ: Նույն ջերմաստիճանները ցածր ճնշման դեպքում հեշտությամբ կպահպանեն երկաթը հեղուկ վիճակում, իսկ ավելի բարձր ճնշման դեպքում՝ պինդ վիճակում: Ի՞նչ է սա նշանակում Երկրի միջուկի առումով:

Սա նշանակում է, որ երբ Երկիրը սառչում է, նրա ներքին ջերմաստիճանը նվազում է, բայց ճնշումը մնում է անփոփոխ։ Այսինքն՝ Երկրի ձևավորման ժամանակ, ամենայն հավանականությամբ, ամբողջ միջուկը հեղուկ է եղել, և երբ սառչում է, ներքին միջուկը մեծանում է։ Եվ այդ ընթացքում, քանի որ պինդ երկաթն ավելի մեծ խտություն ունի, քան հեղուկ երկաթը, Երկիրը դանդաղ կծկվում է, ինչը հանգեցնում է երկրաշարժերի:

Այսպիսով, Երկրի միջուկը հեղուկ է, քանի որ այն բավական տաք է երկաթը հալեցնելու համար, բայց միայն բավական ցածր ճնշում ունեցող շրջաններում: Քանի որ Երկիրը ծերանում և սառչում է, միջուկն ավելի ու ավելի շատ է դառնում ամուր, և այդ պատճառով Երկիրը փոքր-ինչ փոքրանում է:

Եթե ​​մենք ցանկանում ենք հեռուն նայել դեպի ապագա, ապա կարող ենք ակնկալել, որ կհայտնվեն նույն հատկությունները, ինչ նկատվածները Մերկուրիում:

Մերկուրին իր փոքր չափերի պատճառով արդեն սառչել ու զգալիորեն կծկվել է, ունի հարյուրավոր կիլոմետրանոց կոտրվածքներ, որոնք առաջացել են սառեցման պատճառով սեղմվելու անհրաժեշտության պատճառով։

Այսպիսով, ինչու՞ Երկիրը հեղուկ միջուկ ունի: Քանի որ այն դեռ չի սառչել։ Եվ յուրաքանչյուր երկրաշարժ Երկրի փոքր մոտեցումն է իր վերջնական, սառեցված և ամբողջովին պինդ վիճակին։ Բայց մի անհանգստացեք, այդ պահից շատ առաջ Արևը կպայթի, և բոլորը, ում ճանաչում եք, շատ երկար ժամանակ կմահանան:

Երկրի միջուկի կառուցվածքի մասին անթիվ մտքեր են արտահայտվել։ Ռուս երկրաբան և ակադեմիկոս Դմիտրի Իվանովիչ Սոկոլովն ասում է, որ Երկրի ներսում նյութերը բաշխվում են ինչպես խարամն ու մետաղը՝ հալման վառարանում։

Այս փոխաբերական համեմատությունը մեկ անգամ չէ, որ հաստատվել է։ Գիտնականները մանրակրկիտ ուսումնասիրել են տիեզերքից ժամանող երկաթե երկնաքարերը՝ դրանք համարելով քայքայված մոլորակի միջուկի բեկորներ։ Սա նշանակում է, որ Երկրի միջուկը նույնպես պետք է բաղկացած լինի հալած վիճակում գտնվող ծանր երկաթից:

1922 թվականին նորվեգացի երկրաքիմիկոս Վիկտոր Մորից Գոլդշմիդտը առաջ քաշեց Երկրի նյութի ընդհանուր շերտավորման գաղափարը այն ժամանակ, երբ ամբողջ մոլորակը գտնվում էր հեղուկ վիճակում: Նա դա ստացավ պողպատի գործարաններում ուսումնասիրված մետաղագործական գործընթացի համեմատությամբ։ «Հեղուկի հալման փուլում,- ասաց նա,- Երկրի նյութը բաժանվեց երեք չխառնվող հեղուկների՝ սիլիկատային, սուլֆիդային և մետաղական: Հետագա սառեցմամբ այս հեղուկները ձևավորեցին Երկրի հիմնական թաղանթները՝ ընդերքը, թիկնոցը և երկաթի միջուկը:

Այնուամենայնիվ, ավելի մոտ մեր ժամանակին, մեր մոլորակի «տաք» ծագման գաղափարը գնալով զիջում էր «սառը» ստեղծագործությանը: Իսկ 1939-ին Լոդոչնիկովը առաջարկեց Երկրի ինտերիերի ձևավորման այլ պատկեր: Այդ ժամանակ արդեն հայտնի էր նյութի փուլային անցումների գաղափարը։ Լոդոչնիկովն առաջարկել է, որ նյութի փուլային փոփոխություններն ուժեղանում են խորության աճով, ինչի արդյունքում նյութը բաժանվում է պատյանների։ Այս դեպքում պարտադիր չէ, որ միջուկը լինի երկաթ: Այն կարող է բաղկացած լինել գերհամախմբված սիլիկատային ապարներից, որոնք գտնվում են «մետաղական» վիճակում: Այս գաղափարը վերցրել և մշակել է 1948 թվականին ֆինն գիտնական Վ. Ռեմսին: Պարզվեց, որ թեև Երկրի միջուկը տարբերվում է ֆիզիկական վիճակից, քան թիկնոցը, սակայն հիմքեր չկան այն համարելու համար, որ այն բաղկացած է երկաթից: Ի վերջո, գերհամախմբված օլիվինը կարող է մետաղի պես ծանր լինել...

Այսպես առաջացան միջուկի կազմության մասին երկու միմյանց բացառող վարկածներ. Մեկը մշակվել է Է.Վիչերտի պատկերացումների հիման վրա երկաթ-նիկել համաձուլվածքի մասին՝ թեթեւ տարրերի փոքր հավելումներով՝ որպես Երկրի միջուկի նյութ: Իսկ երկրորդը՝ առաջարկված Վ.Ն. Լոդոչնիկովը և մշակվել է Վ.Ռեմսիի կողմից, որտեղ ասվում է, որ միջուկի բաղադրությունը չի տարբերվում թաղանթի բաղադրությունից, սակայն դրա մեջ նյութը գտնվում է հատկապես խիտ մետաղացված վիճակում։

Որոշելու համար, թե որ ուղղությամբ պետք է թեքվեն կշեռքները, շատ երկրների գիտնականները փորձեր կատարեցին լաբորատորիաներում և հաշվեցին ու հաշվեցին՝ համեմատելով իրենց հաշվարկների արդյունքները սեյսմիկ ուսումնասիրությունների և լաբորատոր փորձերի հետ:

Վաթսունականներին փորձագետները վերջապես եկան այն եզրակացության. սիլիկատների մետաղացման վարկածը միջուկում գերակշռող ճնշումների և ջերմաստիճանների դեպքում հաստատված չէ: Ավելին, կատարված ուսումնասիրությունները համոզիչ կերպով ապացուցեցին, որ մեր մոլորակի կենտրոնը պետք է պարունակի երկաթի ընդհանուր պաշարի առնվազն ութսուն տոկոսը... Այսպիսով, ի վերջո, Երկրի միջուկը երկաթն է։ Երկաթ, բայց ոչ այնքան: Մաքուր մետաղը կամ մաքուր մետաղի համաձուլվածքը, որը սեղմված է մոլորակի կենտրոնում, չափազանց ծանր կլինի Երկրի համար: Ուստի պետք է ենթադրել, որ արտաքին միջուկի նյութը բաղկացած է երկաթի միացություններից՝ ավելի թեթև տարրերով՝ թթվածին, ալյումին, սիլիցիում կամ ծծումբ, որոնք առավել տարածված են երկրի ընդերքում։ Բայց կոնկրետ ո՞րը: Սա անհայտ է։

Եվ այսպես, ռուս գիտնական Օլեգ Գեորգիևիչ Սորոխտինը նոր ուսումնասիրություն կատարեց։ Փորձենք պարզեցված ձեւով հետեւել նրա հիմնավորման ընթացքին։ Հիմնվելով երկրաբանական գիտության վերջին նվաճումների վրա՝ խորհրդային գիտնականը եզրակացնում է, որ ձևավորման առաջին շրջանում Երկիրը, ամենայն հավանականությամբ, քիչ թե շատ միատարր է եղել։ Նրա ամբողջ նյութը մոտավորապես հավասարապես բաշխվեց ամբողջ ծավալով։

Սակայն ժամանակի ընթացքում ավելի ծանր տարրերը, օրինակ՝ երկաթը, սկսեցին սուզվել, այսպես ասած, «սուզվել» թիկնոցի մեջ՝ գնալով ավելի ու ավելի խորանալով դեպի մոլորակի կենտրոն։ Եթե ​​դա այդպես է, ապա, համեմատելով երիտասարդ և հին ժայռերը, կարելի է ակնկալել, որ երիտասարդ ապարների մեջ կլինի ծանր տարրերի ավելի ցածր պարունակություն, ինչպիսին է երկաթը, որը տարածված է Երկրի նյութում:

Հին լավաների ուսումնասիրությունը հաստատեց այս ենթադրությունը։ Այնուամենայնիվ, Երկրի միջուկը չի կարող լինել զուտ երկաթ։ Դա չափազանց թեթեւ է դրա համար:

Ո՞րն էր երկաթի ուղեկիցը դեպի կենտրոն: Գիտնականը փորձել է բազմաթիվ տարրեր. Բայց ոմանք լավ չէին լուծվում հալման մեջ, իսկ մյուսները անհամատեղելի էին։ Եվ հետո Սորոխտինը մտածեց. մի՞թե ամենասովորական տարրը՝ թթվածինը, երկաթի ուղեկիցը չէր։

Ճիշտ է, հաշվարկները ցույց են տվել, որ երկաթի և թթվածնի միացությունը՝ երկաթի օքսիդը, կարծես թե չափազանց թեթև է միջուկի համար։ Բայց խորքում սեղմման և տաքացման պայմաններում երկաթի օքսիդը նույնպես պետք է փուլային փոփոխություններ կրի։ Երկրի կենտրոնի մոտ գոյություն ունեցող պայմաններում միայն երկու երկաթի ատոմներ են կարողանում պահել թթվածնի մեկ ատոմը։ Սա նշանակում է, որ ստացված օքսիդի խտությունը ավելի մեծ...

Եվ նորից հաշվարկներ, հաշվարկներ։ Բայց ի՜նչ գոհունակություն, երբ ստացված արդյունքը ցույց տվեց, որ երկրագնդի միջուկի խտությունը և զանգվածը, որը կառուցված է փուլային փոփոխություններ կրած երկաթի օքսիդից, տալիս է ճիշտ այն արժեքը, որը պահանջում է միջուկի ժամանակակից մոդելը։

Ահա այն՝ մեր մոլորակի ժամանակակից և, գուցե, ամենահավանական մոդելն իր որոնման ողջ պատմության ընթացքում: «Երկրի արտաքին միջուկը բաղկացած է միավալենտ երկաթի փուլի Fe2O օքսիդից, իսկ ներքին միջուկը պատրաստված է մետաղական երկաթից կամ երկաթի և նիկելի համաձուլվածքից», - գրում է Օլեգ Գեորգիևիչ Սորոխտինը իր գրքում: «Ներքին և արտաքին միջուկների միջև անցումային F շերտը կարելի է համարել երկաթի սուլֆիդից՝ տրոյլիտ FeS-ից»:

Շատ նշանավոր երկրաբաններ և երկրաֆիզիկոսներ, օվկիանոսագետներ և սեյսմոլոգներ՝ գիտության բառացիորեն բոլոր ճյուղերի ներկայացուցիչներ, որոնք ուսումնասիրում են մոլորակը, մասնակցում են Երկրի հիմնական նյութից միջուկի ազատման ժամանակակից վարկածի ստեղծմանը: Երկրի տեկտոնական զարգացման գործընթացները, ըստ գիտնականների, խորքում կշարունակվեն բավականին երկար, համենայնդեպս մեր մոլորակին դեռ մի երկու միլիարդ տարի առաջ է սպասվում։ Միայն այս անչափելի ժամանակահատվածից հետո Երկիրը կսառչի և կվերածվի մեռյալի տիեզերական մարմին. Բայց ի՞նչ կլինի մինչ այս…

Քանի՞ տարեկան է մարդկությունը: Մի միլիոն, երկու, լավ, երկուսուկես: Եվ այս ժամանակահատվածում մարդիկ ոչ միայն վեր կացան չորս կողմից, ընտելացրին կրակը և հասկացան, թե ինչպես կարելի է էներգիա կորզել ատոմից, նրանք մարդկանց ուղարկեցին տիեզերք, ավտոմատներ արեգակնային համակարգի այլ մոլորակներ և յուրացրին մոտ տիեզերքը տեխնիկական կարիքների համար:

Մեր սեփական մոլորակի խորքային աղիքների ուսումնասիրությունը և այնուհետև օգտագործումը ծրագիր է, որն արդեն թակում է գիտական ​​առաջընթացի դուռը: