Nucleul Pământului Din ce este făcută cea mai interioară parte a planetei noastre DER SPIEGEL
Cum afli din ce este format nucleul pământului? „În cazul în care cineva doar coboară scările și aruncă o privire”, ești tentat să răspunzi. La urma urmei, este vorba despre construirea propriei noastre planete - nu despre stele sau exoplanete la un trilion de kilometri distanță.
De fapt, la această întrebare nu i s-a răspuns definitiv de zeci de ani. Se știe că 90 la sută din miezul pământului este format din elementele fier și nichel. Dar ce zici de restul de zece procente? Pământul a păstrat acest secret pentru sine până în prezent - dar cercetătorii sunt pe urmele acestui al treilea element.
Geofizică, bombă atomică, apoi din nou geofizică
Căutarea a început în urmă cu 65 de ani, în 1952, la Universitatea Harvard din SUA. În timpul celui de-al doilea război mondial, geofizicianul american Francis Birch a ajutat între timp să construiască bomba atomică. Acum, după război, Birch a revenit la explorarea pământului.
Chiar și atunci se știa că fierul și eventual nichelul erau ascunse în miezul lor. Dar când Birch compară datele experimentale și predicțiile teoretice, el constată că cei doi nu merg împreună.
În eseul său a remarcat sobru: „Pare posibil ca densitatea stratului E. posibil cu 10 până la 20 la sută mai mică decât densitatea fierului sau a nichelului-fier în aceleași condiții. "Strat E., acesta este nucleul pământului.
Căutat: al treilea element
În limbaj simplu, aceasta înseamnă: Dacă miezul ar fi format exclusiv din fier și nichel, ar trebui să fie de fapt mult mai dens decât ar indica datele de măsurare ale lui Birch. Deci, un al treilea element ușor trebuie să se ascundă între fierul și nichelul din greutate - astfel încât miezul în ansamblu să devină mai pufos.
Birch însuși sugerează carbonul sau siliciul ca al treilea element. Dar sulful, oxigenul și hidrogenul sunt, de asemenea, concepute în principiu, așa cum scrie cercetătorul Thomas Duffy într-un articol.
Deci sunt destui candidați. Dar pământul nu își dezvăluie atât de ușor cel mai profund secret. Există două motive pentru aceasta: distanța de la suprafața pământului până la miez este mare și condițiile din interior sunt extreme.
Forajul până la miezul pământului și prelevarea de probe - „coboară și privește” - este imposibil. Cea mai adâncă foră din lume are o adâncime de doisprezece kilometri - pentru a ajunge la miezul Pământului ar trebui să forați aproape 3000 de kilometri adâncime, după cum arată graficul:
Foto: SPIEGEL ONLINE
Pentru a studia straturile profunde ale pământului, geofizicienii au venit cu altceva. Ascultați „concertul de cutremur”.
Funcționează așa: Seismografele sunt distribuite pe suprafața pământului ca ascultători într-o sală de concerte. Dacă există un cutremur oriunde în lume, valurile se propagă prin pământ începând de la epicentru. Cu cât un seismograf este mai aproape de epicentru, cu atât undele pot fi măsurate mai devreme acolo. Dacă acum combinați mai multe stații de măsurare, puteți caracteriza undele.
Punctul culminant: în drumul lor prin pământ, undele traversează diferitele straturi sau sunt reflectate pe ele - și, prin urmare, poartă informații despre straturi atunci când ajung la seismograf.
Din aceste experimente știm că pământul are o crustă, o manta și un miez (vezi graficul de mai sus). La rândul său, miezul este format din două părți: o bilă solidă în interior și o parte lichidă în exterior.
Incearca incearca incearca
Cu toate acestea, această metodă singură nu este suficientă pentru a clarifica identitatea celui de-al treilea element. Cercetătorii nu știu cum se comportă materialele posibile în condiții extreme din nucleul Pământului. Presiunea de acolo este de trei milioane de ori mai mare decât cea a suprafeței pământului. Temperatura este cuprinsă între 3700 și 6200 de grade Celsius.
Cercetătorii nu au de ales decât să încerce toate combinațiile posibile și să vadă care dintre ele se potrivesc cel mai bine cu rezultatele seismografelor.
Semnele indică siliciu
Numai în ultimii ani cercetătorii au reușit să atingă presiunile și temperaturile ridicate din laborator și, în același timp, să măsoare viteza undelor din materiale. „Sunt experimente foarte dificile”, spune geofizicianul David Rubie de la Bavarian Geo-Institute din Bayreuth. Probele sunt strânse între două diamante lustruite - numai ele pot rezista experimentului.
Cercetătorii japonezi au folosit acum această metodă pentru a pune siliciu la încercare și sunt încrezători că au găsit al treilea element. „Credem că siliciul este o parte esențială”, a spus Eiji Ohtani de la Universitatea Tohoku la BBC.
„Rezultatele sunt de acord cu propriile noastre calcule”, spune David Rubie, care nu a fost implicat în studiul japonez. O comparație a măsurătorilor în meteoriți și în mantaua pământului ar susține și ipoteza siliciului.
Geofizicienii nu mai cred că carbonul, hidrogenul sau sulful joacă un rol major. Potrivit lui Rubie, un singur candidat este încă în cursă: oxigenul. Cercetătorii francezi au publicat rezultatele corespunzătoare în 2013.
Sunt necesare experimente suplimentare pentru a risipi aceste ultime îndoieli cu privire la ipoteza siliciului. Prin urmare, este foarte posibil ca ghicitoarea lui Francis Birch să împlinească 70 de ani în cinci ani.