Формування земного ядра

Земля разом з іншими тілами Сонячної системи сформувалася з холодного газопилової хмари шляхом акреції склали її частинок. Після виникнення планети розпочався зовсім новий етап її розвитку, який в науці прийнято називати догеологической.
Назва періоду пов'язано з тим, що самі ранні свідчення колишніх процесів - магматичні або вулканічні породи - не древнє 4 млрд років. Тільки їх сьогодні можуть вивчити вчені.
Догеологической етап розвитку Землі таїть в собі ще чимало загадок. Він охоплює період в 0,9 млрд років і характеризується широким проявом на планеті вулканізму з виділенням газів і парів води. Саме в цей час почався процес розшарування Землі на основні оболонки - ядро, мантію, кору і атмосферу. Передбачається, що даний процес був спровокований інтенсивного метеоритного бомбардування нашої планети і плавленням окремих її частин.
Одним з ключових подій в історії Землі було формування її внутрішнього ядра. Ймовірно, це сталося в догеологической етап розвитку планети, коли вся речовина розділилося на дві основні геосфери - ядро ​​і мантію.
На жаль, достовірної теорії про освіту земного ядра, яка підтверджувалася б серйозними науковими відомостями і доказами, поки не існує. Як все-таки утворилося ядро ​​Землі? На це питання вчені пропонують дві основні гіпотези.
Згідно з першою версією, речовина безпосередньо після виникнення Землі було однорідним.
Воно цілком складалося з мікрочастинок, які можна сьогодні спостерігати в метеоритах. Але після певного проміжку часу ця первинно-однорідна маса розділилася на важке ядро, куди скло все залізо, і легшу силікатну мантію. Іншими словами, краплі розплавленого заліза і виникли йому важкі хімічні сполуки осідали до центру нашої планети і утворювали там ядро, яке і в наші дні залишається в значній мірі розплавленим. У міру того як важкі елементи прагнули до центру Землі, легкі шлаки навпаки спливали наверх - до зовнішніх шарів планети. Сьогодні ці легкі елементи складають верхню мантію і земну кору.
Чому сталася така диференціація речовини? Вважається, що відразу після завершення процесу свого формування Земля стала інтенсивно розігріватися, перш за все за рахунок енергії, що виділялася в процесі гравітаційної акумуляції частинок, а також завдяки енергії радіоактивного розпаду окремих хімічних елементів.
Додаткового розігріву планети та утворення залізонікелевого сплаву, який в силу свого значного питомої ваги поступово опускався до центру Землі, сприяла передбачувана метеоритне бомбардування.
Правда, ця гіпотеза стикається з деякими труднощами. Наприклад, не зовсім зрозуміло, яким же чином железонікелевий сплав навіть в рідкому стані зміг опуститися на більш ніж тисячу кілометрів і досягти району ядра планети.
Відповідно до другої гіпотезою ядро ​​Землі сформувалося із залізних метеоритів, які стикалися з поверхнею планети, і пізніше воно обросло силікатної оболонкою з кам'яних метеоритів і сформувало мантію.

У цій гіпотезі є серйозний недолік. При такому розкладі в космічному просторі залізні і кам'яні метеорити повинні існувати окремо. Сучасні ж дослідження показують, що залізні метеорити могли виникнути лише в надрах планети, що розпалася під значним тиском, тобто вже після утворення нашої Сонячної системи і всіх планет.
Перша версія виглядає логічніше, оскільки передбачає динамічну кордон між ядром Землі і мантією. Це означає, що процес поділу речовини між ними міг тривати на планеті ще дуже довгий час, надаючи тим самим великий вплив на подальшу еволюцію Землі.
Таким чином, якщо брати за основу першу гіпотезу формування ядра планети, то процес диференціації речовини розтягнувся приблизно на 1,6 млрд років. За рахунок гравітаційної диференціації і радіоактивного розпаду забезпечувалося поділ речовини.
Важкі елементи опускалися тільки до глибини, нижче якої речовина була така в'язке, що залізо занурюватися вже не могло. В результаті цього процесу утворився дуже щільний і важкий кільцевої шар розплавленого заліза і його окису. Він розташовувався над більш легким речовиною первозданної серцевини нашої планети. Далі відбулося видавлювання легкого силікатної речовини з центру Землі. Причому воно було витіснене на екваторі, що, можливо, поклало початок асиметрії планети.
Передбачається, що при формуванні залізного ядра Землі сталася значна спад обсягу планети, внаслідок чого її поверхню до теперішнього часу зменшилася. «Спливли» до поверхні легені елементи і їх з'єднання сформували тонку первинну кору, яка складалася, як і у всіх планет земної групи, з вулканічних базальтів, перекритих зверху товщею відкладень.
Однак знайти живі геологічні свідчення колишніх процесів, пов'язаних з формуванням земного ядра і мантії, не вдається. Як уже зазначалося, найдавніші кам'яні породи на планеті Земля мають вік близько 4 млрд років. Швидше за все, на початку еволюції планети під дією високих температур і тисків первинні базальти метаморфізує, переплавилися і перетворилися в відомі нам гранітно-гнейсовой породи.
Що ж являє собою ядро ​​нашої планети, який сформувався, ймовірно, на самих ранніх етапах розвитку Землі? Воно складається з зовнішньої і внутрішньої оболонок. Згідно з науковими припущеннями, на глибині 2900-5100 км знаходиться зовнішнє ядро, яке за своїми фізичними властивостями наближається до рідини.
Зовнішнє ядро ​​являє собою потоки розплавленого заліза і нікелю, добре проводять електрику. Саме з цим ядром вчені пов'язують походження земного магнітного поля. Що залишився до центру Землі проміжок в 1270 км займає внутрішнє ядро, на 80% складається з заліза і на 20% - з діоксиду кремнію.
Внутрішнє ядро ​​відрізняється твердістю і високою температурою. Якщо зовнішнє безпосередньо пов'язано з мантією, то внутрішнє ядро ​​Землі існує саме по собі. Твердість його, незважаючи на високі температури, забезпечується гігантським тиском в центрі планети, яке може досягати 3 млн атмосфер.
Багато хімічні елементи в результаті переходять в металевий стан. Тому навіть висловлювалося припущення, що внутрішнє ядро ​​Землі складається з металевого водню.
Щільне внутрішнє ядро ​​чинить серйозний вплив на життя нашої планети. У ньому зосереджено планетарне гравітаційне поле, яке утримує від розльоту легкі газові оболонки, гідросферу і геосферно шари Землі.
Ймовірно, таке поле було характерно для ядра з моменту формування планети, яким би воно не було тоді за своїм хімічним складом і будовою. Воно сприяло стягання формувалися частинок до центру.
Все ж походження ядра і вивчення внутрішньої будови Землі - найактуальніша проблема для вчених, впритул займаються дослідженням геологічної історії нашої планети. До остаточного вирішення цього питання ще дуже далеко. Щоб уникнути різних суперечностей, в сучасній науці прийнята гіпотеза про те, що процес утворення ядра почав відбуватися одночасно з формуванням Землі.

Якщо Вам сподобалася наша енциклопедія або в нагоді інформація на цій сторінці поділіться нею з друзями та знайомими - натисніть одну з кнопок соціальних мереж внизу сторінки або вгорі, адже серед купи непотрібного сміття інтернеті досить складно знайти дійсно цікаві матеріали.