Όταν η Γη σχηματίστηκε για πρώτη φορά πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια ήταν μια σφαίρα από λιωμένο πέτρωμα. Με την πάροδο του χρόνου τα βαρύτερα στοιχεία όπως ο σίδηρος και το νικέλιο βυθίστηκαν προς το κέντρο του πλανήτη σχηματίζοντας τον αρχικό πυρήνα της Γης.
Σήμερα ο πυρήνας της Γης παραμένει μια απίστευτα καυτή και πυκνή σφαίρα βαθιά μέσα στον πλανήτη μας. Αποτελείται από έναν υγρό εξωτερικό πυρήνα, ο οποίος ξεκινά περίπου στα 2.900 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης και εκτείνεται για περίπου 2.200 χιλιόμετρα. Υπάρχει επίσης ένας στερεός εσωτερικός πυρήνας, που αρχίζει περίπου στα 5.150 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια και έχει ακτίνα περίπου 1.220 χιλιομέτρων.
Αλλά πόσο ζεστός είναι πραγματικά ο πυρήνας της Γης; Και πώς το ανακάλυψαν οι επιστήμονες αφού δεν μπορούν να φτάσουν τόσο βαθιά κάτω από το έδαφος; Χάρη σε έναν συνδυασμό τεχνικών οι επιστήμονες έχουν εκτιμήσει ότι η θερμοκρασία του πυρήνα της Γης είναι περίπου όσο και η επιφάνεια του Ήλιου: φτάνει περίπου από 5.000 έως πάνω από 5.500 βαθμούς Κελσίου. Αυτή η θερμοκρασία προέρχεται από το όριο μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού πυρήνα το οποίο θεωρείται το θερμότερο σημείο του πυρήνα.
Ωστόσο αυτή η θερμοκρασία δεν έχει μετρηθεί άμεσα. Αντίθετα προκύπτει από πειράματα και θεωρίες που έχουν οι επιστήμονες για τη σύσταση του πυρήνα.
Η σύσταση και τα πειράματα
Το κέντρο της Γης αποτελείται κυρίως από σίδηρο, περίπου κατά 85%, αναμεμειγμένο με νικέλιο και άλλα ελαφρύτερα στοιχεία. Το υλικό αυτό βρίσκεται σε υγρή μορφή στον εξωτερικό πυρήνα και σε στερεή μορφή στον εσωτερικό πυρήνα. Οι επιστήμονες κατέληξαν σε αυτά τα συμπεράσματα συνδυάζοντας εργαστηριακές μετρήσεις κραμάτων σιδήρου σε υψηλές πιέσεις, αναλύσεις μετεωριτών και μελέτες για το πώς τα σεισμικά κύματα λυγίζουν ή εξαφανίζονται καθώς ταξιδεύουν στο εσωτερικό του πλανήτη.
Επειδή ο εξωτερικός πυρήνας της Γης αποτελείται κυρίως από υγρό σίδηρο οι θερμοκρασίες σε αυτή την περιοχή πρέπει να είναι υψηλότερες από το σημείο τήξης του σιδήρου. Στην επιφάνεια της Γης το σημείο τήξης του καθαρού σιδήρου είναι περίπου 1.538 βαθμοί Κελσίου. Όμως αυτό δεν λαμβάνει υπόψη τις τεράστιες πιέσεις που επικρατούν στο βαθύ εσωτερικό της Γης.
Οι αυξανόμενες πιέσεις ανεβάζουν το σημείο τήξης του σιδήρου και των περισσότερων άλλων ουσιών. Αυτό εξηγεί γιατί ο εσωτερικός πυρήνας είναι εξαιρετικά θερμός αλλά παραμένει στερεός λόγω της τεράστιας πίεσης.
Για να προσδιορίσουν τη θερμοκρασία τήξης του σιδήρου σε αστρονομικές πιέσεις, οι επιστήμονες πραγματοποίησαν διάφορα πειράματα που προσομοιώνουν αυτές τις συνθήκες. Σε ορισμένες μελέτες πίεσαν ένα κομμάτι σιδήρου ανάμεσα σε δύο ακονισμένα διαμάντια (γνωστά ως diamond anvil cells) δημιουργώντας τεράστιες πιέσεις ενώ ταυτόχρονα λέιζερ θέρμαιναν το σίδηρο σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Άλλες μελέτες χρησιμοποίησαν εκτοξεύσεις υψηλής ταχύτητας ή κύματα κρούσης για να προσομοιώσουν τις ακραίες πιέσεις.
Τα αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων συγκρίθηκαν και επεκτάθηκαν θεωρητικά στις πιέσεις που επικρατούν στο όριο μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού πυρήνα, οδηγώντας στις εκτιμήσεις των περίπου 5.000 έως 5.500 βαθμών Κελσίου.
«Σε έναν βαθμό, όσα γνωρίζουμε για τον πυρήνα της Γης είναι μορφωμένες εικασίες» δήλωσε στο Live Science ο Σιτσούν Χουάνγκ, καθηγητής γεωλογίας στο Πανεπιστήμιο Sun Yat-sen της Κίνας. Πολλοί μηχανισμοί, όπως το πώς ο εσωτερικός πυρήνας κρυσταλλώνεται και παραμένει στερεός, εξακολουθούν να αποτελούν μυστήριο.
Καυτός από την αρχή
Όλη αυτή η θερμότητα αποκαλύπτει τη μοναδική ιστορία του πλανήτη μας. Όταν σχηματίστηκε η Γη συγκεντρώθηκαν τεράστιες ποσότητες υλικού, συμπεριλαμβανομένου του σιδήρου που αποτελεί τον πυρήνα. «Η βαρυτική δυναμική ενέργεια μετατράπηκε σε θερμότητα» εξήγησε ο Χουάνγκ.
Επιπλέον οι επιστήμονες πιστεύουν ότι κάποια στιγμή κατά τον σχηματισμό της Γης ένα διαστημικό σώμα στο μέγεθος του Άρη συγκρούστηκε με τον πρωτοπλανήτη μας απελευθερώνοντας τεράστια ποσά θερμότητας στο εσωτερικό του ενώ σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία αυτή η σύγκρουση οδήγησε στη δημιουργία της Σελήνης.
Ορισμένοι επιστήμονες θεωρούν επίσης ότι ραδιενεργά στοιχεία, όπως το κάλιο, το ουράνιο και το θόριο, συμβάλλουν στη θερμότητα του εσωτερικού της Γης αν και υπάρχει ακόμη διαφωνία για το αν αυτά τα στοιχεία υπάρχουν πράγματι σε τόσο μεγάλα βάθη. Ένας καυτός πυρήνας συμβάλλει επίσης στη δυνατότητα της Γης να φιλοξενεί ζωή. Σε αντίθεση με άλλους πλανήτες το εσωτερικό της Γης έχει διατηρήσει μεγάλο μέρος της αρχικής πρωτογενούς θερμότητας.
«Δεν είμαστε ιδιαίτερα καλοί στο να ψύχουμε πλανήτες», είπε ο Ουίλιαμς, εννοώντας ότι η Γη έχει κρατήσει μεγάλο μέρος της θερμότητας από τον αρχικό σχηματισμό της, σε αντίθεση με άλλους βραχώδεις πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ιδιότητες όπως η τεκτονική των πλακών που μετακινεί τμήματα της επιφάνειας της Γης μεταφέροντας θρεπτικά στοιχεία και δημιουργώντας ποικίλα περιβάλλοντα όπου η ζωή μπορεί να εξελιχθεί και να ευδοκιμήσει.
Ο πυρήνας σιδήρου, ο οποίος είναι εν μέρει υγρός, δημιουργεί επίσης το μαγνητικό πεδίο της Γης το οποίο προστατεύει τον πλανήτη και τη ζωή από τους επικίνδυνους ηλιακούς ανέμους. «Αν σας ενδιαφέρει η ζωή πρέπει να σας ενδιαφέρει και το εσωτερικό της Γης», είπε ο Χουάνγκ. Ένας φλεγόμενος, υπερθερμασμένος πυρήνας στο κέντρο του πλανήτη μας είναι αυτός που επιτρέπει σε όλους μας να επιβιώνουμε σήμερα.
Naftemporiki.gr
Για να εμφανίζονται περισσότερα άρθρα της Ναυτεμπορικής στις αναζητήσεις σας εύκολα και γρήγορα, πρέπει να προσθέσετε το site στις προτιμώμενες πηγές σας. Μπορείτε να το κάνετε πηγαίνοντας εδώ.
