Земное ядро - неразгаданная тайна

Парадоксальность научного осмысления мира состоит в том, что в его процессе вопросов возникает намного больше, чем ответов. Вселенная — это вечная загадка, а сколько секретов хранит Земля, даже перечислить сложно. Подземный мир таит в себе определенно больше, чем космос, который изу­чен куда лучше родной планеты, по которой мы ходим. И вроде бы не должно быть трудностей с ее исследовани­ем, однако не все так просто. Люди более-менее успешно могут исследовать поверхность Земли, и даже тайны глубин океана становятся доступнее с развитием технологий, но изучать непосредственно подземный мир и особенно земное ядро весьма проблема­тично. Ведь невозможно же посмотреть Землю в разрезе.

Существуют другие, не столь радикальные способы — это и математическое моделирование условий, которые по расчетам ученых должны быть в недрах Земли, и буре­ние сверхглубоких скважин для изъятия материалов (подобных Кольской скважине), но глав­ным методом выступает изучение сейсмических волн. Колебания земной коры случаются часто: практически каждый час в разных точках Земли происходят при­мерно 10 толчков различной силы. Их фиксируют сей­смографами. Так как волны бывают продольными, т. е. могут распространяться в твердом веществе и жидкостях, и поперечными, распространяющимися исключитель­но в первых, то анализ полученных данных и различная скорость распространения в отличающихся по составу веществах позволяет ученым делать выводы о составе и строении земных недр. Земля представляет собой самую большую планету земной группы в Солнечной системе. Состоит она главным образом из железа — 32,1 %, кис­лорода — 30,1 %, кремния — 15,1 %, магния — 13,9 %, серы — 2,9 %, никеля — 1,8 %. Прочие вещества встреча­ются редко и в общей своей массе не превышают 1,2 %. По современным представлениям, образование Земли происходило вместе с остальными планетами Солнечной систе­мы из вещества, хаотично вращавшегося вокруг молодого Солнца. Магнитное поле небольшой Земли захватывало куски и обломки, кото­рые вращались рядом, в результате чего планета «наби­рала вес». Причем сначала все происходило настолько активно, что Земля из-за преобразования кинетической энергии в тепловую накалилась до высоких температур. Со временем планета росла и энергия появлялась уже не на ее поверхности, а в глубине, где воздействие тем­пературы и гравитации приводило к распаду веществ. Те из них, что были легче, поднимались на поверхность и формировали земную кору. В процессе охлаждения Земли кора затвердевала, при этом высвобождались газы, улетучиваясь в космос, или оставались около планеты, если были достаточно тяжелыми, образовывая атмосферу. Какая-то часть водяных паров сконденсировалась и обра­зовала мировые океаны. Исходя из этих представлений, наибольшую популярность приобрела теория о монолитном земном ядре в центре планеты, «укутанном» в вязкую мантию и покрытом твердой корой. Предложенная английским сейсмологом Г. Джеффрисом и немецким сейсмологом Б. Гутенбергом в нача­ле прошлого столетия, она длительное время являлась отправным пунктом для других исследований строения Земли. Но в середине XX веке ученые провели более тща­тельные сейсмологические измерения и сделали вывод, что строение планеты сложнее, чем предполагалось. По их мнению, земное ядро состоит из внутреннего и внешнего ядра. Внутреннее твердое ядро радиусом не более 1225 км — это макси­мально плотная часть планеты, образованная из металлов, в основном железа и радиоактивных изотопов калия-40, урана-238 и тория-232. Благодаря распаду данных эле­ментов появляется внутренняя энергия тепла Земли. Согласно этой теории, его температура составляет порядка 6700°С, а давление равно примерно 360 ГПа. Внешняя часть земного ядра жидкая. Мантия из частично расплавленной вязкой субстанции составляет 67 % массы планеты и 83 % ее объема. Она плотнее, чем наружная оболочка ядра, но еще не твердая. Состоит мантия из перидотитов, т. е. пород, содержащих силикаты магния, железа, кальция. Этот слой наиболее широкий, поэтому условия разные на различной глуби­не. При увеличении глубины давление выше и вещества достаточно сильно меняются. На глубине 660 км изме­нения слишком серьезные, здесь формируется граница, через которую мантийное вещество не взаимопроникает. Таким образом, мантия разделяется на верхний и ниж­ний слои. Последний слой простирается до ядра, и за всю историю планеты слабо изменялся. Верхний слой непосредственно переходит в кору, но между ними имеется четкая граница, названная границей Мохоровичича в честь югославского сейсмолога, открывшего ее в 1909 г. В исследовании подземного мира важнейшая роль была возложена на скважины, пробуренные именно для этих целей. Однако те результаты, которые были получены, повергли ученых в шок и показали полную несостоятельность официально принятых теорий. Исходя из полученных результатов, появились новые версии строения Земли, в которых само существование земного ядра ставится под сомнение. Одна из альтернативных теорий утверждает, что Земля полая.