Што се наоѓа во срцето на Земјата?

Иако човечкиот род никогаш не стапнал во центарот на Земјата, знаеме што се наоѓа во нејзината внатрешност. Луѓето чекореле на планетава. Освојувале земји, летале по небото и загњуриле во најдлабоките делови на океаните. Пративме луѓе и на Месечината, но во Земјината внатрешност никогаш не сме биле, пишува Би-Би-Си.

Не сме се ни приближиле доволно за да видиме какви тајни крие срцето на нашата планета чиј центар се наоѓа на длабочина од околу 6.000 километри. Најдлабоко што некогаш сме дошле се 12.262 метри во длабочина, колку што изнесува Колската супердлабока бушотина која се наоѓа во средина на пуста тундра на полуостровот Кола на самиот север на Европа, а која ја ископаа советски научници во периодот од 1970 до 1989 година.

Сите настани кои ги припишуваме на внатрешноста на Земјата се случиле на самата површина. Лавата која излегува од вулканите навлегува во водите неколку километри во длабочина. Дури и дијамантите за чие обликување треба исклучително висок притисок, се наоѓаат на длабочина од околу 500 километри. Она што се наоѓа под тоа е комплетна мистерија. Тоа е тајна за која ќе треба уште долго време човекот да дознае од прва рака. Но и без да навлеземе во длабочините на ова неверојатно царство, за Земјината внатрешност знаеме многу. Знаеме и како нашата планета настанала пред повеќе милијарди години. Знаеме речиси се и без ниту еден физички доказ.

Бидејќи ја откривме најголемата мистерија на планетата која со илјадници години ја нарекуваме дом, т.е. на нејзината внатрешност, треба да ја откриеме нејзината маса – вели експерт од Универзитетот Кембриџ во Велика Британија, проф. Симон Редферн.

Масата на Земјата можеме да ја пресметаме гледајќи ја нејзината гравитациска сила и објектите кои се наоѓаат на нејзината површина. Според тие пресметки, масата на земјата изнесува 6 Х 10 на 24-ти килограм, поточно 59 и уште 20 нули.

- Густината на материјалот на површината на Земјата е многу пониска од просечната густина на целата Земја, поради тоа можеме да заклучиме дека во нејзината внатрешност постои нешто многу погусти – рече Редферн.

Следното прашање е од кои тешки метали е направена Земјата. Познато е дека над 80 отсто од центарот на Земјата е железо. Главниот доказ за тоа се големите количини на железо кое се наоѓаат во вселената која ја опкружува Земјата. Железото е еден од 10 најчести елементи кои ги наоѓаме во нашата галаксија, а најдено е и во метеорите. А со оглед на количината во која го наоѓаме, железо има и на површината на Земјата и тоа во многу големи количини. Поради тоа, теоријата која го објаснува настанокот на Земјата наведува и дека пред 4,5 милијарди години голема количина на железо некако го нашла својот пат до центарот на Земјата.

Токму центарот на Земјата, барем така се претпоставува, е најтешкиот и најмасивниот дел од нашата планета. Место на кое такви големи количини мора да бидат. Познато е дека железото релативно е густ елемент во нормални услови, но под екстремен притисок на кој е подложно во внатрешноста на Земјата, железото се топи и така станува уште погусто. Токму тоа ја објаснува Земјината маса и докажува дека во внатрешноста на земјата се наоѓа многу железо.

Како железото доспеало во внатрешноста на Земјата?

Железото буквално гравитирало во земјината внатрешност, но начинот на кој таму доспеало со години ги интригира научниците, а потоа стигнал одговор.

Остатокот на Земјината внатрешност го сочинуваат карпи од силикати преку кои растопеното железо го наоѓа патот до внатрешноста. Слично се случува и со водата кога ќе потече низ масна површина, па собирајќи се во капки патува низ земјата. Железото патува во мали, да ги наречеме резервоари, избегнувајќи разлевање во големи и раширени потоци.

Решение на протокот на железото во 2013 година понуди Венди Мао од Универзитетот Станфорд во Калифорнија. Во својот труд постави прашање, што се случува со железото при средба со силикатите и што се случува кога двете ќе дојдат во средба со екстремен притисок на кои се изложени длабоко под Земјината површина.

- Притисокот всушност ја менува структурата и својствата на железото кое потоа во допир со силикатите се однесува поинаку. Во условите кои се наоѓаат во Земјината длабочина, при висок притисок, се топи структурата на железото – објасни Мао.

Во својата работа предлага решение според кое железото постапно се провлекува низ карпите на Земјата, а процесот на патувањето до центарот трае милиони години.

Како ја знаеме големината на јадрото?

Откако го дознавме составот на Земјиното јадро, следното прашање кое се наметнува е како ја знаеме неговата големина? Како знаеме дека земјиното јадро почнува на 300 километри длабочина?

Одговорот ни го даде сеизмографијата. Потресите можат да бидат деструктивни, но од нив можеме многу да научиме.

Во момент на земјотрес, апаратите кои ги направил човекот примаат сигнали во облик на радио-бранови, кои се шират на планетата. Сеизмолозите мерејќи ги вибрациите и потресите на тлото доаѓаат до разни откритија. Како на едната страна на Земјата да удираме со голем чекан, а потоа на другиот крај да го слушаме произведениот звук.

- Земјотресот во Чиле во 1960 година бил од голема помош при собирање на податоци за внатрешноста на Земјата – објаснува Редферн и додава дека со оглед на рутата по која се шират тие вибрации, поминуваат низ различни делови на Земјата, што влијае на звукот кој на крај можеме да го слушнеме. Во раната сеизмолошка историја забележано е исчезнување на некои вибрации, т.н. С-бранови за кои се очекувало да се појават на другата страна на Земјата, но исчезнале без трага. Причината за тоа е едноставна. С-брановите можат да одекнат како цврст, крут материјал, но не и низ течностите. Поради тоа С-брановите на својот пат низ Земјината внатрешност морале да наидат на нешто течно. Сеизмолозите вешто го забележувале секој таков настанат бран и на крај пресметале дека на околу 300 километри длабочина, карпите и камењата се топат и од цврста се претвараат во течна агрегатна состојба. Токму тоа сугерира дека центарот на Земјата е составен од густа или течна материја. Но, постои уште нешто.

Во 1930-тите години данската сеизмолграфка Инге Лехман открила постоење на уште еден вид на бранови – П-бранови. Брановите кои неочекувано патуваат низ центарот на Земјата, нејзиното јадро, а нивното влијание е видливо, т.е. тоа се чувствува на другиот крај на планетата.

Лехман дала решение за таквото ширење на брановите. – Земјиното јадро е поделено на два слоја – рекла Лехман. Според нејзиното откритие, внатрешниот слој на Земјиното јадро почнува на околу 5.000 километри длабочина и всушност е во цврста состојба, додека горниот слој на јадрото е составено од метали и карпи претворени во течност.

Во 1970 година нејзиниот предлог за одговор на ова прашање е потврден. Сеизмолозите со детални анализи и напредна технологија откриле дека П-зраците всушност патуваат преку центарот на Земјиното јадро, а во некои случаи тие се намалени, редуцирани, поради налетот на течности од кои е составен горниот дел на јадрото. Докажано е дека на крај сепак завршуваат на друг дел на планетата.

Нуклеарното оружје како алат за учење

Не се само земјотресите тие кои не учат на многу работи. На сеизмолозите во многу откритија помогнал и развојот на нуклеарното оружје. Детонациите кои ги произведува нуклеарната експлозија предизвикуваат бранови при тлото, поради тоа многу нации ги користат услугите на сеизмолозите за да ги откријат воените активности на другиот крај на светот.

Во текот на студената војна таа пракса била исклучително важна. Благодарение на земјите кои меѓусебно се тркаат околу нуклераното вооружување, откриени се дополнителни детали и откритија за внатрешноста на нашата планета. Поради нивните пресметки денес можеме да ја нацртаме и да ја објавиме Земјината структура без страв од грешки.

Постои раздвоен надворешен слој на јадрото кое почнува од прилика на половина пат од Земјиниот центар, внатре во кој се наоѓа цврсто јадро со големина од околу 1.220 километри пречник. Но, ни тоа не е се. Колкава е температурата на јадрото?

Прашањето за температурата на јадрото е едно од најтешките. Се до неодамна, одговор не постоеше, но тој проблем го реши научникот Лидунка Вочадло од Универзитетот во Лондон. Термометар не можеме да ставиме на толку голема длабочина, но во лабораторија можеме да предизвикаме и да создадеме услови кои се на сила во внатрешноста на Земјата.

Во 2013 година француски истражувачи во лабораторија предизвикале услови од внатрешноста на Земјата и дале најдобри проценки до сега. Тестирајќи го чистото железо кое го подвргнале на висок притисок нешто повисок од половина од претпоставената температура која ја грее внатрешноста на Земјата, дошле до интересни резултати.

Заклучиле дека точката на стопеното железо во внатрешноста на Земјата е околу 6.230 степени Целзијусови, но поради присутноста на други метали, точката на топење сепак е нешто пониска и тоа околу 6.000 степени Целзијусови што одговара на температурата на површината на Сонцето.

Земјата успеала да ја задржи својата температура од почетокот на настанокот, а топлина добива благодарение на триењето на густите материи од кои е направена и од распаѓањето на радиоактивните елементи. Но, секои милијарда години, Земјиното јадро се лади за околу 100 степени Целзијусови.

Појава на П-зраците

Земјината температура влијае и на брзината со која патуваат вибрациите кои предизвикуваат земјотреси. П-зраците патуваат неочекувано бавно поминувајќи низ внатрешноста на Земјата, побавно од што на пример Земјиното јадро би било составено само од железо. Тоа сугерира на постоење на дополнителни метали во земјиното јадро.

Тоа може да биде никел, но научниците потенцираат дека брановите преку комбинација на железо и никел не би патувале со брзина со која патуваат сега. Вочадло и колегите сега ја разгледуваат можноста за постоење на други елементи како сулфур и силициум. До сега никој не дошол до соодветен одговор на прашањето на составот на внатрешниот дел на Земјиното јадро, кој би бил задоволителен.

Вочадло се обидува преку компјутерска симулација на материјалите на внатрешниот дел на јадрото, да открие што всушност се наоѓа таму длабоко доле. Вели дека тајната лежи во фактот дека внатрешниот дел на јадрото одговара на температура на топење. Како резултат, точните својства на материјалите можат да бидат поинакви од тие какви би биле ако тие се во цврста состојба. Тоа би ја објаснило појавата на бавното поминување на брановите низ Земјината внатрешност.

Иако знаеме многу за внатрешноста на нашата планета, постојат многу мистерии кои чекаат да бидат решени. Но и без копање на длабоки дупки, научниците успешно откриле што се наоѓа на илјадници километри под нашите нозе.

Иако не размислуваме за нив, настаните кои се случуваат во центарот на Земјата се од голема важност за нашата планета. Земјата има силно магнетско поле, токму благодарение на своето јадро. Постојаното движење на стопеното железо создава електричен набој кој служи како вид на генератор за создавање на магнетно поле, кое достига длабоко во вселената.

Земјиното јадро ако не е такво какво што е сега, не би било магнетско поле, а дури тогаш би биле во вистински проблеми. Проблеми многу поголеми од не знаењето на составот на Земјиното јадро. Никој од нас никогаш нема да го види срцето на Земјата, но добро е да се знае дека е тоа таму и дека не чува.