Mitä maapallon ydin sisältää?

(Dan Tri -sanomalehti) - Maan kiinteä ydin ei koostu ainoastaan ​​raudasta, vaan sisältää myös hiiltä, ​​happea ja piitä. Tämä löytö avaa oven vuosisatoja vanhojen mysteerien ratkaisemiseen siitä, miten ydin muodostaa ja ylläpitää elämää suojelevaa magneettikenttäänsä.

Maan ydin ei voi olla pelkkää rautaa; se näyttää sisältävän myös hiiltä. Uusi tutkimus on osoittanut, että se sisältää myös happea ja piitä (kuva: Getty Images).

Maan keskipisteessä sijaitseva rautapitoinen ydin on ratkaisevassa roolissa planeetan kehityksessä. Se ei ainoastaan ​​anna voimaa magneettikentälle – ilmakehää ja valtameriä auringonsäteilyltä suojaavalle kilvelle – vaan myös ohjaa laattatektoniikkaa, joka jatkuvasti muokkaa mantereita.

Tärkeydestään huolimatta monet ytimen perustavanlaatuiset ominaisuudet ovat edelleen mysteeri: kuinka kuuma se todellisuudessa on, mistä se on tehty ja milloin se alkaa jäätyä? Äskettäin tehty löytö on tuonut tiedemiehet lähemmäksi vastausta kaikkiin kolmeen kysymykseen.

Sisäytimen lämpötilan arvioidaan olevan noin 5 000 kelviniä (4 727 °C). Aluksi nestemäisessä tilassa oleva ydin jäähtyy vähitellen ajan myötä, kiteytyen kiinteäksi komponentiksi ja laajentuen ulospäin. Tämä lämmön vapautuminen luo tektonisia levyvirtauksia.

Jäähdytys on myös Maan magneettikentän lähde. Suuri osa nykyisestä magneettisesta energiasta on peräisin nestemäisen ulkoytimen jäätymisestä, joka puolestaan ​​antaa virtaa kiinteälle ytimelle sen keskustassa.

Koska suora pääsy ytimeen on kuitenkin mahdotonta, tiedemiehet joutuvat turvautumaan arvioihin ymmärtääkseen ytimen jäähtymismekanismeja ja ominaisuuksia. Tämän selventämiseksi tärkein tekijä on sen sulamispisteen määrittäminen.

Seismologian – maanjäristysaaltoja tutkivan tieteen – ansiosta tiedämme tarkalleen, missä kiinteän ja nestemäisen ytimen välinen raja kulkee. Tämän rajan lämpötila on myös sulamispiste, jäätymisen lähtöpiste.

Siksi, jos sulamispiste voitaisiin määrittää tarkasti, ihmiset saisivat paremman käsityksen ytimen todellisesta lämpötilasta ja sen sisäisestä kemiallisesta koostumuksesta.

Salaperäinen kemia

Saatat myös pitää tästä

Uuden sukupolven VinFast VF8 teki ennätyksen 12 728 tilauksella vain kahdeksassa päivässä.VinFast ilmoitti tehneensä uuden myyntiennätyksen premium-luokan D-segmentin sähkökäyttöiselle katumaasturilleen tilatessa 12 728 uuden sukupolven VF8-mallia vain kahdeksassa päivässä (27. toukokuuta - 3. kesäkuuta 2026).

Maan ytimen koostumuksen ymmärtämiseen on kaksi pääasiallista lähestymistapaa: meteoriittien tutkiminen ja seismisen datan analysointi.

Meteoriitteja pidetään "jäänteinä" planeetoista, jotka eivät ole vielä muodostuneet, tai palasina jo tuhoutuneiden planeettojen ytimistä. Niiden kemiallinen koostumus viittaa siihen, että Maan ydin koostuu pääasiassa raudasta ja nikkelistä, mahdollisesti muutamalla prosentilla piitä tai rikkiä. Nämä tiedot ovat kuitenkin vain alustavia eivätkä riittävän yksityiskohtaisia ​​vahvistaakseen mitään lopullisesti.

Samaan aikaan seismologia tarjoaa paljon konkreettisemman kuvan. Maanjäristyksistä aiheutuvat seismiset aallot muuttavat nopeuttaan kulkiessaan Maan läpi kulkevan materiaalin tyypin mukaan. Vertaamalla aaltojen saapumisaikaa mittausasemille kokeellisiin tuloksiin mineraalien ja metallien siirtonopeudesta tiedemiehet voivat rakentaa malleja planeetan sisäisestä rakenteesta.

Tulokset osoittavat, että Maan ydin on noin 10 % kevyempi kuin puhdas rauta. Merkillepantavaa on, että nestemäisessä tilassa oleva ulompi ydin on tiheämpi kuin sisempi ydin. Tämä paradoksi voidaan selittää vain joidenkin ulkopuolisten alkuaineiden läsnäololla.

Kuitenkin, vaikka mahdollinen koostumus on rajattu, ongelma pysyy ratkaisemattomana. Eri skenaariot antavat sulamislämpötiloja, jotka vaihtelevat satoja celsiusasteita, mikä tekee ytimen ominaisuuksien tarkasta määrittämisestä haastavaa.

Uusi rajoitus

Uudessa tutkimuksessa tiedemiehet käyttivät mineralogiaa ymmärtääkseen, miten Maan ydin alkoi jäätyä – tarkempi lähestymistapa kuin sekä meteorologia että seismologia.

Simulaatiot osoittavat, että kun nestemäisen metallin atomit kiteytyvät kiinteiksi aineiksi, jokainen seos vaatii eriasteista "alijäähdytystä" eli sen laskemista sulamispisteensä alapuolelle. Mitä voimakkaampi tämä prosessi on, sitä helpommin neste jäätyy.

Esimerkiksi pakastimessa oleva vesi voi pysyä erittäin kylmänä -5 °C:ssa tuntikausia ennen jäätymistään, kun taas pilvessä oleva vesipisara muuttuu rakeeksi vain muutamassa minuutissa -30 °C:ssa.

Laskelmat osoittavat, että ytimen korkein alijäähtymislämpötila on noin 420 °C sulamispisteensä alapuolella. Jos tämä lämpötila ylittyy, sisäydin olisi epätavallisen suuri seismiseen dataan verrattuna. Puhtaan raudan kiteytymiseen tarvitaan puolestaan ​​1 000 °C, mikä on mahdotonta, koska koko ydin olisi siihen mennessä jähmettynyt.

Saatat myös pitää tästä

Vietnam houkuttelee investointeja innovaatioihin.Maailmanlaajuisen toimitusketjujen uudelleenjärjestelyaallon keskellä Vietnamista on tulossa houkutteleva kohde korkean teknologian projekteille, tutkimus- ja kehityskeskuksille sekä kansainvälisille sijoitusrahastoille. Pääoman, teknologian ja institutionaalisten uudistusten lähentymisen odotetaan vauhdittavan talouskasvua.

Piin tai rikin lisääminen ei auta; se saattaa jopa vaatia ytimen alijäähdyttämistä lisää.

Vasta kun hiili otetaan huomioon, kuva on järkevä. Jos ytimen massasta 2,4 % on hiiltä, ​​sisäytimen jäätymiseen tarvitaan noin 420 °C; jos hiiltä on 3,8 %, lämpötila laskee 266 °C:seen. Tämä on paljon uskottavampi luku. Tämä on ensimmäinen todiste siitä, että hiilellä on ratkaiseva rooli ytimen kiteytymisprosessissa.

Ydin ei kuitenkaan voinut koostua pelkästään raudasta ja hiilestä, sillä seismiset tiedot viittaavat ainakin yhden muun alkuaineen läsnäoloon. Tutkimukset viittaavat siihen, että ydin voi sisältää myös happea tai jopa piitä.

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