Жердің магнит өрісі ғарыштан, соның ішінде Күннен келетін зиянды жоғары энергия бөлшектерін бөгеу арқылы планетамызды қорғайды және өмір сүруге қолайлы етеді. Бұл магнит өрісінің көзі планетамыздың орталық ядросы болып табылады.
Бірақ ядроны зерттеу өте қиын, себебі ол шамамен 2900 километр тереңдіктен басталады, сондықтан оны тікелей зерттеу үшін тым терең етеді.
Соған қарамастан, біз жақында Геохимиялық перспективалық хаттарда жарияланған мәліметтермен бірге Жердің ядросы туралы ақпарат алудың жолын тапқан зерттеу тобының бір бөлігіміз.
Күн ыстық. онда
Ядро - біздің планетамыздың ең ыстық бөлігі, оның сыртындағы температура 5000℃-тан жоғары. Бұл мантияға әсер етуі керек және жанартаулық жылудың шамамен 50% ядродан келеді.
Жердің сыртқы қабатынан ішкі ядроға дейінгі қабаттары. Сурет: Shutterstock / VRVector Вулкандық белсенділік планетадағы негізгі салқындату механизмі болып табылады. Кейбір вулкандар, Гавайи мен Исландияның жанартаулық аралдарын құрайтындар сияқты, ядродан жылуды жер бетіне тасымалдайтын мантия шлейфтері арқылы ядроға қосылуы мүмкін.
Алайда, егер олармен алмасу болса. Ядро мен мантия арасындағы физикалық материал ондаған жылдар бойы пікірталас тақырыбы болды.
Біздің қорытындыларымыз кейбір негізгі материалға айналғанын көрсетеді.осы мантия шлейфтерінің негізіне ауысады және ядро соңғы 2,5 миллиард жыл бойы бұл заттарды ағып келеді.
Біз мұны вольфрам элементінің изотоптық қатынасындағы өте аз өзгерістерді қарастыру арқылы білеміз (изотоптар негізінен нұсқалар болып табылады). Нейтрондардың әртүрлі сандарын қамтитын бір элемент).
Жердің ядросын зерттеу үшін терең мантиядан алынған жанартау жыныстарындағы ядролық материалдың химиялық іздерін іздеу керек.
Біз мұны білеміз. ядроның химиялық құрамы мүлдем басқа, темір-никель қорытпасында еритін вольфрам, платина және алтын сияқты элементтермен бірге темір мен никель басым. Сондықтан металл қорытпасын жақсы көретін элементтер ядроның іздерін зерттеу үшін жақсы таңдау болып табылады.
Вольфрам изотоптарын іздеу
Вольфрам (химиялық белгісі W) элемент негізі ретінде 74-ке ие. протондар. Вольфрамның бірнеше изотоптары бар, соның ішінде 182 Вт (108 нейтронмен) және 184 Вт (110 нейтронмен).
Вольфрамның бұл изотоптары негізгі материалдың ең сенімді іздері болу мүмкіндігіне ие, өйткені мантияда 182 Вт байланыс болады деп күтілуде. /184Вт ядродан әлдеқайда жоғары.
Бұл басқа элемент, темір-никель қорытпасында ерімейтін және мантияда байытылған гафний (Hf) және ыдыраған қазір жойылған изотопы (182Hf) болғандықтан. 182 Вт дейін. Бұл мантияға қосымша 182 Вт бередіядродағы вольфрам.
Бірақ вольфрам изотоптарындағы өзгерістерді анықтау үшін қажет талдау өте қиын, өйткені біз миллионға шаққандағы 182 Вт/184 Вт қатынасындағы өзгерістерді және тау жыныстарындағы вольфрам концентрациясын қарастырамыз. миллиардқа ондаған бөлікке дейін төмен. Мұндай талдауды әлемде бестен аз зертхана жасай алады.
Ағып кетудің дәлелі
Біздің зерттеуіміз Жердің өмір сүру уақытында мантияның 182Вт/184Вт қатынасының айтарлықтай өзгергенін көрсетеді. Жердегі ең көне тау жыныстары қазіргі Жердегі көптеген жыныстарға қарағанда 182 Вт/184 Вт айтарлықтай жоғары.
Мантияның 182 Вт/184 Вт қатынасының өзгеруі ядродағы вольфрамның <0 кезінде мантияға ағып жатқанын көрсетеді>Бір қызығы, жер бетіндегі ең көне жанартау жыныстарында 1,8 миллиард жыл ішінде мантиядағы вольфрам изотоптарында айтарлықтай өзгеріс байқалмайды. Бұл 4,3 миллиардтан 2,7 миллиард жыл бұрын ядродан жоғарғы мантияға өте аз немесе мүлдем ауыспағанын көрсетеді.
Бірақ кейінгі 2,5 миллиард жыл ішінде мантияның вольфрам изотопының құрамы айтарлықтай өзгерді. Біз шамамен 2,6 миллиард жыл бұрын архей эонының соңында плиталар тектоникасының ауысуы мантияда изотоптарды ауыстыруға жеткілікті үлкен конвективтік ағындарды тудырды деп есептейміз.барлық қазіргі тау жыныстарынан вольфрам.
Неге ағып жатыр?
Егер мантия шлейфтері ядро мен мантия шекарасынан жер бетіне көтерілсе, онда Жердің материалы беті терең мантияға да түсуі керек.
Субдукция, жер бетінен мантияға түсетін тау жыныстары үшін қолданылатын термин Жер тектоникасының ажырамас бөлігі ретінде жер бетінен терең мантияға оттегіге бай материалды әкеледі.
Тәжірибе көрсеткендей, ядро мен мантия шекарасында оттегі концентрациясының жоғарылауы вольфрамның ядродан және мантия ішінде бөлінуіне әкелуі мүмкін.
Балама, ішкі ядроның қатуы да сыртқы ядродағы оттегі концентрациясын арттырады. . Олай болса, біздің жаңа нәтижелеріміз ядроның эволюциясы, соның ішінде Жердің магнит өрісінің пайда болуы туралы бірдеңе айтып бере алады. 
Жер ядросы мен мантия арасындағы вольфрам изотоптарының қатынасындағы айырмашылықтарды және Жердің ядросынан материалдың қалай ағып кетуі мүмкін екенін көрсететін сурет мантия шлейфтеріне. Несие: Нил Беннет
Жердің ядросы толығымен сұйық металл ретінде басталды және уақыт өте салқындап, ішінара қатып қалды. Магниттік өріс ішкі қатты ядроның айналуынан туындайды. Ішкі ядроның кристалдану уақыты - жер туралы ғылымдардағы жауап беру қиын сұрақтардың бірі.
Біздің зерттеуіміз ядро мен мантияның өзара әрекеттесуін және планетамыздың ішкі динамикасының өзгеруін зерттеу үшін пайдалануға болатын локаторды береді және магнит өрісінің қалай және қашан іске қосылғаны туралы түсінігімізді арттыра алады.
Бұл мақала Creative Commons лицензиясы бойынша The Conversation журналынан аударылған. Бастапқы мақаланы оқыңыз.
