Hvad indeholder Jordens kerne?

(Dan Tri Avis) - Jordens faste kerne består ikke kun af jern, men indeholder også kulstof, ilt og silicium. Denne opdagelse åbner døren for at løse århundredgamle mysterier om, hvordan kernen danner og opretholder sit magnetfelt, der beskytter liv.

Jordens kerne kan ikke kun bestå af jern; den ser også ud til at indeholde kulstof. Ny forskning har vist, at den også indeholder ilt og silicium (foto: Getty Images).

Den jernrige kerne i Jordens centrum spiller en afgørende rolle i planetens udvikling. Den driver ikke kun magnetfeltet – et skjold, der beskytter atmosfæren og havene mod solstråling – men driver også pladetektonik, der konstant omformer kontinenterne.

Trods dens betydning forbliver mange grundlæggende egenskaber ved kernen et mysterium: hvor varm er den egentlig, hvad er den lavet af, og hvornår begynder den at fryse? En nylig opdagelse har bragt forskere tættere på at besvare alle tre spørgsmål.

Den indre kerne anslås at have en temperatur på omkring 5.000 Kelvin (4.727 °C). I starten er kernen i flydende tilstand, men afkøles gradvist over tid, krystalliserer til en fast bestanddel og udvider sig udad. Denne varmefrigørelse skaber tektoniske pladestrømme.

Afkøling er også kilden til Jordens magnetfelt. Meget af nutidens magnetiske energi opretholdes af frysningen af ​​den flydende ydre kerne, som driver den faste kerne i dens centrum.

Men fordi direkte adgang er umulig, er forskere tvunget til at stole på estimater for at forstå kernens kølemekanismer og egenskaber. For at afklare dette er den vigtigste faktor at bestemme dens smeltepunkt.

Takket være seismologi – videnskaben der studerer jordskælvsbølger – ved vi præcis, hvor grænsen mellem den faste og flydende kerne ligger. Temperaturen ved denne grænse er også smeltepunktet, udgangspunktet for frysning.

Hvis smeltepunktet kunne bestemmes præcist, ville mennesker derfor få en bedre forståelse af kernens sande temperatur og dens indre kemiske sammensætning.

Mystisk kemi

Du vil måske også synes om

Viettel træner en storstilet vietnamesisk AI-model.Viettel AI udvikler VT-Super-120B-A12B - en storstilet vietnamesisk sprogmodel med 120 milliarder parametre, der har til formål at bygge AI-systemer med dyb forståelse af vietnamesiske data, sprog og viden.

Der er to hovedtilgange til at forstå sammensætningen af ​​Jordens kerne: undersøgelse af meteoritter og analyse af seismiske data.

Meteoritter betragtes som "rester" af planeter, der endnu ikke var dannet, eller fragmenter fra kerner af planeter, der allerede var blevet ødelagt. Deres kemiske sammensætning antyder, at Jordens kerne primært består af jern og nikkel, muligvis med et par procent silicium eller svovl. Disse data er dog kun foreløbige og ikke detaljerede nok til at bekræfte noget endeligt.

I mellemtiden giver seismologi et langt mere konkret syn. Seismiske bølger fra jordskælv, når de bevæger sig gennem Jorden, ændrer hastighed afhængigt af den type materiale, de passerer igennem. Ved at sammenligne den tid, det tager for bølgerne at nå overvågningsstationer, med eksperimentelle resultater om transmissionshastighed i mineraler og metaller, kan forskere konstruere modeller af planetens indre struktur.

Resultaterne viser, at Jordens kerne er omkring 10 % lettere end rent jern. Det er værd at bemærke, at den ydre kerne, som er i flydende tilstand, er tættere end den indre kerne, et paradoks, der kun kan forklares ved tilstedeværelsen af ​​nogle fremmede elementer.

Men selv efter at have indsnævret den mulige sammensætning, forbliver problemet uløst. Forskellige scenarier giver smeltetemperaturer, der varierer med hundredvis af grader Celsius, hvilket gør præcis bestemmelse af kernens egenskaber til en udfordring.

En ny begrænsning

I ny forskning brugte forskere mineralogi til at forstå, hvordan Jordens kerne begyndte at fryse – en mere specifik tilgang end både meteorologi og seismologi.

Simuleringer viser, at når atomer i flydende metal krystalliserer til faste stoffer, kræver hver legering et forskelligt niveau af "superkøling", det vil sige at blive sænket til under dens smeltepunkt. Jo stærkere denne proces er, desto lettere fryser væsken.

For eksempel kan vand i en fryser forblive ekstremt koldt ved -5 °C i timevis, før det fryser, mens en dråbe vand i en sky forvandles til hagl på bare et par minutter ved -30 °C.

Beregninger viser, at den maksimale underkølingstemperatur for kernen er cirka 420 °C under dens smeltepunkt. Hvis denne temperatur overskrides, vil den indre kerne være usædvanlig stor sammenlignet med seismiske data. Rent jern kræver derimod 1.000 °C for at krystallisere, hvilket er umuligt, da hele kernen ville være størknet på det tidspunkt.

Du vil måske også synes om

Vietnam tiltrækker investeringer i innovation.Midt i den globale bølge af omstrukturering af forsyningskæden er Vietnam ved at blive en attraktiv destination for højteknologiske projekter, forsknings- og udviklingscentre og internationale investeringsfonde. Konvergensen af ​​kapital-, teknologi- og institutionelle reformer forventes at give drivkraft til økonomisk vækst.

Det hjælper ikke at tilsætte silicium eller svovl; det kan endda kræve, at kernen superkøles yderligere.

Kun når kulstof tages i betragtning, giver billedet mening. Hvis 2,4% af kernens masse er kulstof, kræves der cirka 420°C for at fryse den indre kerne; med 3,8% kulstof falder dette til 266°C. Et langt mere plausibelt tal. Dette er det første bevis, der tyder på, at kulstof spiller en afgørende rolle i kernens krystallisationsprocessen.

Kernen kan dog umuligt bestå udelukkende af jern og kulstof, da seismiske data tyder på tilstedeværelsen af ​​mindst ét ​​andet element. Forskning tyder på muligheden for, at kernen også indeholder ilt eller endda silicium.

Kilde: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/loi-trai-dat-chua-dung-nhung-gi-20250923025913011.htm