Όταν η Γη σχηματίστηκε για πρώτη φορά πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ήταν μια σφαίρα λιωμένου βράχου. Με την πάροδο του χρόνου, βαρύτερα στοιχεία, όπως ο σίδηρος και το νικέλιο, βυθίστηκαν στο κέντρο του πλανήτη, σχηματίζοντας τον αρχέγονο πυρήνα της Γης.

Σήμερα, ο πυρήνας της Γης παραμένει μια εξαιρετικά θερμή και πυκνή σφαίρα βαθιά μέσα στον πλανήτη μας. Συνίσταται από έναν υγρό εξωτερικό πυρήνα, που ξεκινά περίπου 2.900 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης και εκτείνεται άλλα 2.200 χιλιόμετρα. Υπάρχει επίσης ένας συμπαγής εσωτερικός πυρήνας, ο οποίος ξεκινά περίπου 5.150 χιλιόμετρα κάτω από το έδαφος, και έχει ακτίνα περίπου 1.220 χιλιομέτρα.

Αλλά ποιά είναι η θερμοκρασία στον πυρήνα της Γης; Και πώς την μέτρησαν οι επιστήμονες, εφόσον δεν μπορούν να φτάσουν τόσο βαθιά στο υπέδαφος;

Η μέθοδος της θερμομέτρησης

Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό τεχνικών, οι επιστήμονες έχουν εκτιμήσει ότι η θερμοκρασία του πυρήνα της Γης είναι περίπου τόσο μεγάλη όσο και η θερμοκρασία στην επιφάνεια του Ήλιου: Φτάνει περίπου τους 5.000 έως πάνω από 5.500 °C. Αυτή η θερμοκρασία υπολογίζεται με ακρίβεια από το όριο μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού πυρήνα, διότι εκεί ακριβώς παρατηρείται η αλλαγή φάσης του σιδήρου από υγρό σε στερεό. Ωστόσο, το πραγματικά θερμότερο τμήμα του πλανήτη είναι το ίδιο το γεωμετρικό κέντρο του εσωτερικού πυρήνα, όπου οι θερμοκρασίες εκτιμάται ότι αγγίζουν τους 6.000 °C.

Βέβαια, αυτή η θερμοκρασία δεν μετρήθηκε άμεσα. Αντίθετα, συμπεραίνεται μέσω πειραμάτων και θεωριών πειραμάτων και θεωριών που έχουν αναπτύξει οι επιστήμονες σχετικά με την σύνθεση του πυρήνα. Το κέντρο της Γης αποτελείται κυρίως από σίδηρο, σε ποσοστό περίπου 85%, σε κράμα με νικέλιο και άλλα ελαφρύτερα στοιχεία. Αυτό το υλικό βρίσκεται σε υγρή μορφή στον εξωτερικό πυρήνα και σε στερεή μορφή στον εσωτερικό. Οι επιστήμονες συμπέραναν αυτές τις ιδιότητες από:
● Εργαστηριακές μετρήσεις κραμάτων σιδήρου σε υψηλές πιέσεις.
● Ανάλυση της σύνθεσης μετεωριτών.
● Κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα σεισμικά κύματα διαθλώνται 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 την θερμοκρασία τήξης του σιδήρου. Στην επιφάνεια του πλανήτη, το σημείο τήξης του καθαρού σιδήρου είναι 1.538 °C. Αλλά αυτή η τιμή δεν λαμβάνει υπόψη τις «τεράστιες πιέσεις» στο βαθύ εσωτερικό της Γης. Οι μεγάλες πιέσεις αυξάνουν το σημείο τήξης του σιδήρου και των περισσότερων άλλων ουσιών, γεγονός που εξηγεί γιατί ο εσωτερικός πυρήνας είναι πολύ θερμός, αλλά παραμένει συμπαγής λόγω της υψηλής πίεσής του. Για να προσδιορίσουν τη θερμοκρασία τήξης του σιδήρου σε αστρονομικές πιέσεις, οι επιστήμονες διεξήγαγαν μια σειρά πειραμάτων για να προσομοιώσουν αυτό το περιβάλλον:
● Σε ορισμένες μελέτες, συμπίεσαν ένα κομμάτι σιδήρου ανάμεσα σε δύο ακονισμένα διαμάντια για να δημιουργήσουν υψηλές πιέσεις, ενώ ένα λέιζερ θέρμαινε τον σίδηρο σε υψηλές θερμοκρασίες.
● Σε άλλες μελέτες, χτύπησαν κομμάτια σιδήρου με βλήματα υψηλής ταχύτητας ή με ακτίνες που δημιουργούν κρουστικά κύματα για να προσομοιώσουν συνθλιπτικές πιέσεις.

Τα αποτελέσματα από αυτά τα πειράματα στη συνέχεια χαρτογραφήθηκαν και προεκτάθηκαν στις πιέσεις που επικρατούν στο όριο του εσωτερικού και εξωτερικού πυρήνα, γεγονός που οδήγησε σε εκτιμήσεις που κυμαίνονται από 5.000 έως λίγο πάνω από 5.500 ^oC. «Mέχρι κάποιο σημείο, όσα γνωρίζουμε για τον πυρήνα της Γης είναι μια βάσιμη εικασία», δήλωσε ο Shichun Huang, καθηγητής γεωλογίας στο Πανεπιστήμιο Sun Yat-sen της Κίνας. Πολλοί μηχανισμοί, όπως ο τρόπος που ο συμπαγής εσωτερικός πυρήνας κρυσταλλώνεται σε στερεό, παραμένουν μυστήριο.

Θερμός εξ’ αρχής

Όλη αυτή η θερμότητα δείχνει την μοναδική ιστορία του πλανήτη μας. Όταν σχηματίστηκε η Γη, συγκεντρώθηκαν όλα τα είδη υλικών, συμπεριλαμβανομένου και του σιδήρου που απαρτίζει τον πυρήνα. Αυτό το «βαρυτικό δυναμικό μετατράπηκε σε θερμότητα», σύμφωνα με τον Huang.

Επιπλέον, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι κάποια στιγμή κατά τη διάρκεια αυτού του σχηματισμού, ένα αντικείμενο στο μέγεθος του Άρη προσέκρουσε στον πρωτοπλανήτη μας και η δύναμη αυτή εναπόθεσε μεγάλη ποσότητα θερμότητας στο εσωτερικό. Ορισμένοι ερευνητές θεωρούν πως τα ραδιενεργά στοιχεία συμβάλλουν επίσης στην εσωτερική θερμότητα του πλανήτη. Όμως, ενώ βαρύτερα στοιχεία όπως το ουράνιο και το θόριο παρέμειναν κυρίως στα πετρώματα του μανδύα και του φλοιού, το κατά πόσο ραδιενεργά ισότοπα (όπως το κάλιο-40) ενώθηκαν με τον σίδηρο και υπάρχουν πραγματικά στα βαθιά έγκατα του πυρήνα, αποτελεί αντικείμενο συζήτησης.

Ένας θερμός πυρήνας συμβάλλει, επίσης, στην ικανότητα της Γης να φιλοξενεί ζωή. Σε αντίθεση με άλλους πλανήτες, το εσωτερικό της Γης έχει διατηρήσει μεγάλο μέρος της αρχικής, πρωταρχικής του θερμότητας.

Η Γη έχει διατηρήσει πολλή θερμική ενέργεια από τον αρχικό της σχηματισμό, σε αντίθεση με άλλους βραχώδεις πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα. Ως αποτέλεσμα, ο πλανήτης μας διατηρεί έναν γεωλογικά ενεργό μανδύα. Η τεράστια θερμότητα του πυρήνα θερμαίνει τη βάση του μανδύα δημιουργώντας θερμικά ρεύματα μεταφοράς, τα οποία, σε συνδυασμό με τη βαρυτική βύθιση των ψυχρών ωκεάνιων πλακών, καθοδηγούν τον μηχανισμό των τεκτονικών πλακών. Αυτή η συνεχής ανακύκλωση μετακινεί τμήματα της επιφάνειας της Γης, ανασύροντας κατάλληλα συστατικά ώστε η ζωή να εξελιχθεί και να ευδοκιμήσει. Ο εν μέρει υγρός σιδερένιος πυρήνας δημιουργεί επιπλέον και το μαγνητικό πεδίο της Γης, το οποίο προστατεύει τον πλανήτη και τη ζωή σε αυτόν από τους επικίνδυνους ηλιακούς ανέμους.

Αν νοιάζεστε για την ζωή, θα πρέπει να νοιάζεστε και για το εσωτερικό της Γης. Ένας φλεγόμενος θερμός πυρήνας στο κέντρο του πλανήτη μας είναι αυτός που επιτρέπει σε όλους μας να επιβιώνουμε σήμερα στην επιφάνειά της.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες: How hot is Earth’s core? – https://www.livescience.com/planet-earth/geology/how-hot-is-earths-core

Κατηγορίες:ΓΕΩΛΟΓΙΑ, ΓΕΩΦΥΣΙΚΗ, ΦΥΣΙΚΗ