Jordens kerne omfatter to lag med en grænsezone mellem dem: kernens ydre flydende skal når en tykkelse på 2266 kilometer, under den er der en massiv tæt kerne, hvis diameter anslås at nå 1300 km. Overgangszonen har en uensartet tykkelse og hærder gradvist og bliver til den indre kerne. Ved overfladen af det øverste lag er temperaturen omkring 5960 grader Celsius, selvom disse data anses for at være omtrentlige.
Omtrentlig sammensætning af den ydre kerne og metoder til bestemmelse heraf
Meget lidt er stadig kendt om sammensætningen af selv det ydre lag af jordens kerne, da det ikke er muligt at få prøver til undersøgelse. De vigtigste elementer, der kan udgøre den ydre kerne af vores planet, er jern og nikkel. Forskere kom til denne hypotese som et resultat af at analysere sammensætningen af meteoritter, da vandrere fra rummet er fragmenter af kernerne i asteroider og andre planeter.
Ikke desto mindre kan meteoritter ikke betragtes som absolut identiske i kemisk sammensætning, da de oprindelige kosmiske legemer var meget mindre i størrelse end Jorden. Efter megen forskning kom forskerne til den konklusion, at den flydende del af det nukleare stof er stærkt fortyndet med andre grundstoffer, herunder svovl. Dette forklarer dens lavere densitet end for jern-nikkel-legeringer.
Hvad sker der på planetens ydre kerne?
Den ydre overflade af kernen ved grænsen til kappen er heterogen. Forskere foreslår, at det har forskellige tykkelser, hvilket danner en ejendommelig indre relief. Dette forklares ved den konstante blanding af heterogene dybe stoffer. De adskiller sig i kemisk sammensætning og har også forskellige tætheder, så tykkelsen af grænsen mellem kernen og kappen kan variere fra 150 til 350 km.
Science fiction-forfattere fra tidligere år beskrev i deres værker en rejse til jordens centrum gennem dybe huler og underjordiske passager. Er dette virkelig muligt? Ak, trykket på overfladen af kernen overstiger 113 millioner atmosfærer. Det betyder, at enhver hule ville have "slået lukket" tæt, selv på det tidspunkt, hvor man nærmede sig kappen. Dette forklarer, hvorfor der ikke er huler på vores planet, der er dybere end mindst 1 km.
Hvordan studerer vi det ydre lag af kernen?
Forskere kan vurdere, hvordan kernen ser ud, og hvad den består af, ved at overvåge seismisk aktivitet. For eksempel blev det konstateret, at de ydre og indre lag roterer i forskellige retninger under påvirkning af et magnetfelt. Jordens kerne skjuler snesevis af uløste mysterier og afventer nye fundamentale opdagelser.
I hvilken umindelige tid skete dette? Alle disse spørgsmål har bekymret menneskeheden i lang tid. Og mange videnskabsmænd ville hurtigt finde ud af, hvad der var der i dybet? Men det viste sig, at det ikke er så let at lære alt dette. Når alt kommer til alt, selv i dag, med alle de moderne enheder til at udføre alle former for forskning, er menneskeheden i stand til at bore brønde i dybden af kun omkring femten kilometer - ikke mere. Og for fuldgyldige og omfattende eksperimenter bør den nødvendige dybde være en størrelsesorden større. Derfor er forskere nødt til at beregne, hvordan Jordens kerne blev dannet ved hjælp af en række højpræcisionsinstrumenter.
Udforske Jorden
Siden oldtiden har folk studeret naturligt udsatte klipper. Klipper og bjergskråninger, stejle bredder af floder og hav... Her kan du med dine egne øjne se, hvad der fandtes for sikkert millioner af år siden. Og nogle egnede steder bliver der boret brønde. En af disse er på dens dybde - femten tusinde meter. Minerne, som folk graver til, hjælper selvfølgelig også med at studere den indre kerne, de kan selvfølgelig ikke "få" den. Men fra disse miner og brønde kan forskere udvinde stenprøver og på denne måde lære om deres ændringer og oprindelse, struktur og sammensætning. Ulempen ved disse metoder er, at de kun er i stand til at studere land og kun den øverste del af jordskorpen.
Genskabe forhold i Jordens kerne
Men geofysik og seismologi - videnskaben om jordskælv og planetens geologiske sammensætning - hjælper videnskabsmænd med at trænge dybere og dybere ind uden kontakt. Ved at studere seismiske bølger og deres udbredelse bestemmes det, hvad både kappen og kernen består af (det bestemmes tilsvarende f.eks. med sammensætningen af nedfaldne meteoritter). En sådan viden er baseret på indhentede data - indirekte - om stoffers fysiske egenskaber. Også i dag bidrager moderne data opnået fra kunstige satellitter i kredsløb til undersøgelsen.
Planet struktur
Forskere var i stand til at forstå, ved at opsummere de opnåede data, at Jordens struktur er kompleks. Den består af mindst tre ulige dele. I midten er der en lille kerne, som er omgivet af en kæmpe kappe. Kappen optager cirka fem sjettedele af hele Jordens volumen. Og ovenpå er alt dækket af en ret tynd ydre jordskorpe.
Kernestruktur
Kernen er den centrale, midterste del. Det er opdelt i flere lag: internt og eksternt. Ifølge de fleste moderne videnskabsmænd er den indre kerne fast, og den ydre kerne er flydende (i smeltet tilstand). Og kernen er også meget tung: den vejer mere end en tredjedel af hele planetens masse med et volumen på lidt over 15. Kernetemperaturen er ret høj og spænder fra 2000 til 6000 grader Celsius. Ifølge videnskabelige antagelser består jordens centrum hovedsageligt af jern og nikkel. Radius af dette tunge segment er 3470 kilometer. Og dens overfladeareal er omkring 150 millioner kvadratkilometer, hvilket er omtrent lig med arealet af alle kontinenterne på Jordens overflade.
Hvordan jordens kerne blev dannet
Der er meget lidt information om vores planets kerne, og den kan kun opnås indirekte (der er ingen kernestensprøver). Derfor kan teorier kun udtrykkes hypotetisk om, hvordan Jordens kerne blev dannet. Jordens historie går milliarder af år tilbage. De fleste videnskabsmænd holder sig til teorien om, at planeten først blev dannet som en ret homogen. Processen med at isolere kernen begyndte senere. Og dens sammensætning er nikkel og jern. Hvordan blev jordens kerne dannet? Smelten af disse metaller sank gradvist til midten af planeten og dannede kernen. Dette skyldtes den større vægtfylde af smelten.
Alternative teorier
Der er også modstandere af denne teori, som fremfører deres egne, ganske fornuftige, argumenter. For det første stiller disse forskere spørgsmålstegn ved det faktum, at en legering af jern og nikkel passerer ind i kernens centrum (som er mere end 100 kilometer). For det andet, hvis vi antager frigivelsen af nikkel og jern fra silikater svarende til meteoritter, så burde der være sket en tilsvarende reduktionsreaktion. Dette skulle til gengæld have været ledsaget af frigivelsen af en enorm mængde ilt, der danner et atmosfærisk tryk på flere hundrede tusinde atmosfærer. Men der er ingen beviser for eksistensen af en sådan atmosfære i Jordens fortid. Derfor blev der fremsat teorier om den indledende dannelse af kernen under dannelsen af hele planeten.
I 2015 foreslog Oxford-forskere endda en teori, ifølge hvilken kernen af planeten Jorden består af uran og har radioaktivitet. Dette beviser indirekte den lange eksistens af Jordens magnetfelt, og det faktum, at vores planet i moderne tid udsender meget mere varme end forventet af tidligere videnskabelige hypoteser.
Jorden, sammen med andre kroppe i solsystemet, blev dannet af en kold gas- og støvsky gennem tilvæksten af dens bestanddele. Efter planetens fremkomst begyndte en helt ny fase af dens udvikling, som i videnskaben normalt kaldes præ-geologisk.
Periodens navn skyldes det faktum, at de tidligste beviser for tidligere processer - magmatiske eller vulkanske bjergarter - ikke er ældre end 4 milliarder år. Kun videnskabsmænd kan studere dem i dag.
Den prægeologiske fase af Jordens udvikling er stadig fyldt med mange mysterier. Den dækker en periode på 0,9 milliarder år og er karakteriseret ved udbredt vulkanisme på planeten med frigivelse af gasser og vanddamp. Det var på dette tidspunkt, at processen med adskillelse af Jorden i dens hovedskaller begyndte - kernen, kappen, skorpen og atmosfæren. Det antages, at denne proces blev fremkaldt af intens meteoritbombardement af vores planet og smeltningen af dens individuelle dele.
En af de vigtigste begivenheder i Jordens historie var dannelsen af dens indre kerne. Dette skete sandsynligvis i det prægeologiske stadium af planetens udvikling, hvor alt stof blev opdelt i to hovedgeosfærer - kernen og kappen.
Desværre eksisterer der endnu ikke en pålidelig teori om dannelsen af jordens kerne, som ville blive bekræftet af seriøse videnskabelige oplysninger og beviser. Hvordan blev jordens kerne dannet? Forskere tilbyder to hovedhypoteser for at besvare dette spørgsmål.
Ifølge den første version var sagen umiddelbart efter jordens fremkomst homogen.
Den bestod udelukkende af mikropartikler, som i dag kan observeres i meteoritter. Men efter et vist tidsrum blev denne primære homogene masse opdelt i en tung kerne, hvori alt jernet var strømmet ind, og en lettere silikatkappe. Med andre ord lagde dråber af smeltet jern og de medfølgende tunge kemiske forbindelser sig til midten af vores planet og dannede en kerne der, som forbliver stort set smeltet den dag i dag. Da tunge elementer havde tendens til jordens centrum, svævede lette slagger tværtimod opad - til de ydre lag af planeten. I dag udgør disse lette elementer den øvre kappe og skorpe.
Hvorfor opstod en sådan differentiering af stof? Det antages, at umiddelbart efter afslutningen af processen med dens dannelse begyndte jorden at varme op intensivt, primært på grund af den energi, der frigives under gravitationsakkumuleringen af partikler, såvel som på grund af energien fra det radioaktive henfald af individuelle kemikalier elementer.
Yderligere opvarmning af planeten og dannelsen af en jern-nikkel-legering, som på grund af sin betydelige specifikke tyngdekraft gradvist sank til jordens centrum, blev lettet af det påståede meteoritbombardement.
Denne hypotese står imidlertid over for nogle vanskeligheder. For eksempel er det ikke helt klart, hvordan en jern-nikkel-legering, selv i flydende tilstand, var i stand til at sænke sig mere end tusinde kilometer og nå området af planetens kerne.
I overensstemmelse med den anden hypotese blev Jordens kerne dannet af jernmeteoritter, der kolliderede med planetens overflade, og senere blev den overgroet med en silikatskal af stenmeteoritter og dannede kappen.
Der er en alvorlig fejl i denne hypotese. I denne situation bør jern- og stenmeteoritter eksistere separat i det ydre rum. Moderne forskning viser, at jernmeteoritter kun kunne være opstået i dybet af en planet, der gik i opløsning under betydeligt pres, det vil sige efter dannelsen af vores solsystem og alle planeterne.
Den første version virker mere logisk, da den giver en dynamisk grænse mellem Jordens kerne og kappen. Det betyder, at processen med deling af stof mellem dem kunne fortsætte på planeten i meget lang tid og derved øve stor indflydelse på Jordens videre udvikling.
Hvis vi tager den første hypotese om dannelsen af planetens kerne som grundlag, varede processen med differentiering af stof cirka 1,6 milliarder år. På grund af gravitationsdifferentiering og radioaktivt henfald blev stoffets adskillelse sikret.
Tunge grundstoffer sank kun til en dybde, hvorunder stoffet var så tyktflydende, at jern ikke længere kunne synke. Som et resultat af denne proces blev der dannet et meget tæt og tungt ringformet lag af smeltet jern og dets oxid. Det var placeret over det lettere materiale i den oprindelige kerne af vores planet. Dernæst blev et let silikatstof presset ud fra Jordens centrum. Desuden blev den forskudt ved ækvator, hvilket kan have markeret begyndelsen på planetens asymmetri. 
Det antages, at der under dannelsen af Jordens jernkerne skete et betydeligt fald i planetens volumen, som et resultat af hvilket dens overflade nu er faldet. De lette elementer og deres forbindelser, der "flød" til overfladen, dannede en tynd primær skorpe, der ligesom alle jordiske planeter bestod af vulkanske basalter, overlejret af et tykt lag af sediment.
Det er dog ikke muligt at finde levende geologiske beviser for tidligere processer forbundet med dannelsen af jordens kerne og kappe. Som allerede nævnt er de ældste sten på planeten Jorden omkring 4 milliarder år gamle. Mest sandsynligt, i begyndelsen af planetens udvikling, under påvirkning af høje temperaturer og tryk, metamorfoserede primære basalter, smeltede og omdannes til de granit-gnejs-klipper, vi kender.
Hvad er kernen af vores planet, som sandsynligvis blev dannet på de tidligste stadier af Jordens udvikling? Den består af ydre og indre skaller. Ifølge videnskabelige antagelser er der i en dybde på 2900-5100 km en ydre kerne, som i sine fysiske egenskaber er tæt på væske.
Den ydre kerne er en strøm af smeltet jern og nikkel, der leder elektricitet godt. Det er med denne kerne, at videnskabsmænd forbinder oprindelsen af jordens magnetfelt. De resterende 1.270 km afstand til Jordens centrum er optaget af den indre kerne, bestående af 80 % jern og 20 % siliciumdioxid.
Den indre kerne er hård og varm. Hvis det ydre er direkte forbundet med kappen, så eksisterer Jordens indre kerne alene. Dens hårdhed, på trods af de høje temperaturer, er sikret af det gigantiske tryk i midten af planeten, som kan nå op på 3 millioner atmosfærer. 
Mange kemiske grundstoffer omdannes til en metallisk tilstand som et resultat. Derfor blev det endda foreslået, at Jordens indre kerne består af metallisk brint.
Den tætte indre kerne har en alvorlig indvirkning på vores planets liv. Det planetariske gravitationsfelt er koncentreret i det, hvilket forhindrer lette gasskaller, hydrosfæren og geosfærens lag af Jorden i at sprede sig.
Sandsynligvis var et sådant felt karakteristisk for kernen fra det øjeblik, planeten blev dannet, uanset dens kemiske sammensætning og struktur dengang. Det bidrog til sammentrækningen af de dannede partikler mod midten.
Ikke desto mindre er oprindelsen af kernen og studiet af jordens indre struktur det mest presserende problem for forskere, der er tæt involveret i studiet af vores planets geologiske historie. Der er stadig lang vej igen, før en endelig løsning på dette problem. For at undgå forskellige modsætninger har moderne videnskab accepteret hypotesen om, at processen med kernedannelse begyndte at forekomme samtidig med Jordens dannelse.
Hvorfor er jordens kerne ikke kølet ned og forblevet opvarmet til en temperatur på cirka 6000°C i 4,5 milliarder år? Spørgsmålet er ekstremt komplekst, som videnskaben i øvrigt ikke kan give et 100% præcist og forståeligt svar på. Det er der dog objektive grunde til.
Overdreven hemmelighedskræmmeri
Det overdrevne, så at sige, mysterium om jordens kerne er forbundet med to faktorer. For det første ved ingen med sikkerhed, hvordan, hvornår og under hvilke omstændigheder den blev dannet - dette skete under dannelsen af proto-jorden eller allerede i de tidlige stadier af eksistensen af den dannede planet - alt dette er et stort mysterium. For det andet er det absolut umuligt at få prøver fra jordens kerne - ingen ved med sikkerhed, hvad den består af. Desuden er alle de data, vi kender om kernen, indsamlet ved hjælp af indirekte metoder og modeller.
Hvorfor forbliver Jordens kerne varm?
For at prøve at forstå, hvorfor jordens kerne ikke afkøles i så lang tid, skal du først forstå, hvad der fik den til at varme op i starten. Det indre af vores planet er ligesom enhver anden planet heterogent; de repræsenterer relativt klart afgrænsede lag af forskellig tæthed. Men dette var ikke altid tilfældet: tunge elementer sank langsomt ned og dannede den indre og ydre kerne, mens lette elementer blev tvunget til toppen og dannede kappen og jordskorpen. Denne proces forløber ekstremt langsomt og er ledsaget af frigivelse af varme. Dette var dog ikke hovedårsagen til opvarmningen. Hele Jordens masse presser med enorm kraft på dens centrum og producerer et fænomenalt tryk på cirka 360 GPa (3,7 millioner atmosfærer), som et resultat af hvilket henfaldet af langlivede radioaktive grundstoffer indeholdt i jern-silicium-nikkel-kernen begyndte at forekomme, hvilket blev ledsaget af kolossale udledninger af varme .
En yderligere varmekilde er den kinetiske energi, der genereres som følge af friktion mellem forskellige lag (hvert lag roterer uafhængigt af det andet): den indre kerne med den ydre og den ydre med kappen.
Det indre af planeten (proportionerne respekteres ikke). Friktionen mellem de tre indre lag tjener som en ekstra varmekilde.
På baggrund af ovenstående kan vi konkludere, at Jorden og især dens indvolde er en selvforsynende maskine, der opvarmer sig selv. Men dette kan naturligvis ikke fortsætte for evigt: Reserverne af radioaktive grundstoffer inde i kernen forsvinder langsomt, og der vil ikke længere være noget til at holde temperaturen.
Det bliver koldt!
Faktisk er afkølingsprocessen allerede begyndt for meget længe siden, men den forløber ekstremt langsomt - med en brøkdel af en grad pr. Ifølge grove skøn vil der gå mindst 1 milliard år, før kernen afkøles fuldstændigt, og kemiske og andre reaktioner i den ophører.
Kort svar: Jorden, og i særdeleshed jordens kerne, er en selvforsynende maskine, der opvarmer sig selv. Hele planetens masse presser på dens centrum, producerer fænomenalt tryk og udløser derved processen med henfald af radioaktive elementer, som et resultat af hvilken varme frigives.
Indlæser...