Чому ядро ​​Землі не розплавило планету? (2 фото)

На жаль, ми ніколи не досягали ядра Землі (і, швидше за все, ніколи не досягнемо), але ми багато знаємо про його будову, оскільки маємо чудову науку під назвою сейсмологія, а також даними гравіметрії, геомагнетизму, геохімії та лабораторних експериментів при екстремальних тисках.





Крім цього, частину важливих знань про внутрішній устрій нашої планети ми отримали завдяки підповерхневим ядерним випробуванням у період Холодної війни, які забезпечили вчених "спровокованими" сейсмічними сигналами.

Сьогодні ми можемо впевнено сказати, що зовнішнє ядро ​​Землі розплавлене, а внутрішнє — тверде. Крім того, виходячи з наших знань про поширеність хімічних елементів у Всесвіті та про те, що з ними відбувається за певних умов, ми знаємо, що ядро ​​складається переважно із заліза, яке знаходиться під гігантським тиском.

Наявні дані вказують на те, що температура земного ядра становить приблизно 6 000 градусів (тут і далі температура в градусах Цельсія), що робить його навіть гарячою за сонячну поверхню (близько 5 500 градусів). Від поверхні Землі ядро ​​відокремлюють близько 3 000 кілометрів — якби наше світило виявилося так близько, воно одразу спопелило б планету.

Чому ж тоді гаряче ядро ​​Землі за 4,6 мільярда років не розплавило ні планету, ні її мешканців?

Ядро ізольоване від поверхні величезної товстої мантії, що складається в основному з твердих гарячих гірських порід, які "течуть" (мантійна конвекція) зі швидкістю кілька сантиметрів на рік.

Незважаючи на величезну температуру ядра, тепло з глибин піднімається до поверхні вкрай неефективно, оскільки породи погано проводять його, а перенесення за рахунок повільної конвекції мантійної займає колосальний час. Тому в даному випадку важлива не лише температура ядра, а й те, скільки теплової енергії може бути передано назовні та з якою швидкістю.



В результаті до поверхні доходить занадто маленький "потік" теплової енергії, щоб прогріти всю планету до температур плавлення: Земля просто повільно втрачає тепло (воно йде в космос), а не "закипає" зсередини. При цьому мантія не "плавиться знизу" так, щоб розплав поступово піднімався вище. У глибині тиск підвищує температуру плавлення порід, тому навіть за високих температур нижня мантія в основному залишається твердою. А там, де розплав все ж таки з'являється, він зазвичай не накопичується: піднімаючись, він потрапляє в холодніші області і частково кристалізується. У результаті надрах Землі немає " зростання " океану розплаву знизу вгору — з'являються лише окремі зони часткового плавлення.

Іскра бенгальського вогню може мати температуру 1500 градусів, але якщо вона випадково потрапить у вас, то ви, швидше за все, навіть не відчуєте цього. А ось занурення у ванну з окропом (якихось 100 градусів) стало б фатальним для більшості жителів Землі, тому що у води велика маса і теплоємність - вона встигає передати багато енергії.

Той самий принцип і з Землею: "пічка" захована дуже глибоко, і тепло назовні просочується поступово - через конвекцію в мантії та теплопровідність порід. Тому планета не плавиться, а повільно остигає.