Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Внутрішнє ядро Землі, суб'ядро (англ. sub-core, inner core, lower core; нім. Innererkern m, innerer Kern m, Kern m) — внутрішня частина ядра Землі з радіусом близько 1,22 тис. км. Суб'ядро, ймовірно, тверде, густина речовини всередині суб'ядра досягає 13100 кг/м³, маса — 9,7 × 1022 кг (1,6 % маси Землі, 5 % маси ядра), об'єм 7,6 х 109 км³(0,7 % об'єму Землі). Гіпотетично внутрішнє ядро складається із залізо-нікелевого сплаву з домішками силікатів і важких металів.
Існування внутрішнього ядра Землі обґрунтувала у році данський геофізик Інге Леманн.
Внутрішнє ядро поступово зростає за рахунок кристалізації речовини зовнішнього ядра при остиганні Землі. Кристалізація суб'ядра почалася 1-1,5 млрд років тому.
Відкриття
Існує два основних типа хвиль, що виникають під час землетрусів — P-хвилі (поздовжні) і S-хвилі (поперечні). P-хвилі проходять через тверді тіла, рідини і гази (наприклад, звичайні звукові хвилі є поздовжніми), тоді як S-хвилі можуть розповсюджуватись лише у твердих тілах, оскільки модуль зсуву у рідинах і газах дорівнює нулю.
У 1913 році Бено Гутенберг, аналізуючи розповсюдження сейсмічних хвиль, показав, що ядро Землі, починаючи з глибини 2880 кілометрів, рідке.
У 1930-х роках Інге Леманн, данська геофізикиня, аналізуючи сейсмічні хвилі від землетрусу 1929 року у Новій Зеландії, помітила, що сейсмографічні станції у Іркутську і Свердловську зафіксували значно сильніші поштовхи, ніж це очікувалось би. Для пояснення цього факту вона розробила нову трикомпонентну модель будови Землі, що включала ще одне, тверде, ядро всередині рідкого, і опублікувала її в 1936 році в статті під назвою «P′». Лише у 1970-х роках були отримані додаткові дані, що повністю підтвердили теорію Леманн, а лінія розділення між зовнішнім та внутрішнім ядром на її честь отримала назву межа Леманн.
Хоча сейсмологічні дані явно вказували, що внутрішнє ядро існує, те що воно дійсно тверде вдалося остаточно довести лише у 2018 році, показавши, що S-хвилі дійсно проходять крізь нього.
У лютому 2023 року, група австралійських дослідників опублікувала в Nature Communications результати дослідження, в ході якого було вивчено відлуння, тобто відображення від земного ядра, сейсмічних хвиль, які були породжені землетрусами. Сейсмічні Р-хвилі, що йдуть під кутом 50° до осі обертання Землі, виявилися на 4 % повільнішими, аніж подібні хвилі під іншими кутами. В цілому нині досить слабкі відображення від ядра Землі показали, що у його центрі існує «ядро ядра» діаметром приблизно половину ядра загалом. Йдеться про радіус 650 кілометрів (діаметр — близько 1300 кілометрів). Як було повідомлено, це ядро складається із заліза, а нікелю в ньому, мабуть, досить мало.
Виникнення
Ймовірно, деякий час після утворення Землі внутрішнього ядра не існувало, а все ядро було рідким. Проте, внутрішні оболонки Землі поступово охолоджуються. Приблизно 1-1,5 мільярда років тому температура ядра опустилася до точки тверднення заліза, після чого подальше охолодження призводить до зростання суб'ядра. Датування пов'язують з моментом різкого зростання напруженості магнітного поля Землі. Зараз внутрішнє ядро продовжує рости зі швидкістю близько 1 міліметра на рік.
Властивості
Внутрішнє ядро має радіус 1220 кілометрів (приблизно збігається з радіусом Плутона). Тиск у ньому змінюється від 328 (на поверхні) до 363 (в центрі) ГПа а густина від 12760 до 13090 кг/м3. Температура внутрішнього ядра дорівнює температурі тверднення речовини в умовах ядра, яка ще не була підтверджена експериментально, а теоретичні оцінки варіюються від 4000 до 7000 кельвінів.
Внутрішнє ядро складається з сплаву заліза з домішками нікелю (до 5 %), кремнію, сірки, кисню і інших речовин. Можливо, суб'ядро є одним суцільним кристалом заліза. Розповсюдження сейсмічних хвиль у внутрішньому ядрі має анізотропію, що може бути пояснене таким чином. Залізо в цих умовах, ймовірно, присутнє у вигляді [en] — алотропної модифікації заліза, в якій його атоми мають гексагональну щільноупаковану ґратку. Згідно інших гіпотез, внутрішнє ядро складається з великої кількості кристалів заліза, між якими присутня речовина у розплавленому стані. Густина внутрішнього ядра приблизно на 5 % менша, ніж якби воно складалося з чистого заліза.
Внутрішнє ядро обертається навколо своєї осі трохи швидше, ніж Земля в цілому — на 0,3-0,5° на рік, тобто воно робить додатковий оберт приблизно за 900 років. Це явище називається суперротацією. Причини цього явища досі не зрозумілі остаточно, але ймовірно, воно пов'язане з роботою геодинамо або ж з припливними силами. Цей рух пов'язують зі спостережуваним зміщенням магнітного поля Землі на захід. Втім, існують дані про те, що за останні 3000 років були періоди, коли магнітне поле, навпаки, зміщувалося на схід. Розрахунки показують, що за відсутності постійної підкручувальної сили додаткове обертання повністю зупиниться за час порядку 11000 років. Існують також дані, що динаміка диференціального обертання внутрішнього ядра Землі має відносно короткі періоди, коли обертання зупиняються квазіперіодично (з періодом приблизно в 70 років) і одна із зупинок ймовірно відбулася в 2010-х роках Періодичність диференціального обертання внутрішнього ядра в від шести до семи десятиліть збігається з декількома важливими геофізичними спостереженнями, особливо коливаннями тривалості дня та змінами магнітного поля і вказує на наявну резонансну систему в різних шарах Землі.
Магнітне поле Землі у ядрі має напруженість близько 25 гаус і, ймовірно, виникає завдяки взаємодії внутрішнього і зовнішнього ядра. Серед причин руху потоків розплавленого заліза у зовнішньому ядрі називають: хвилі, що виникають внаслідок руху нерівної поверхні внутрішнього ядра, теплота, що виникає при твердненні заліза і спричинене нею конвективне перемішування. Варто зазначити, що магнітне поле Землі не може бути спричинене намагніченістю суб'ядра, оскільки його температура є значно вищою за точку Кюрі заліза. Згідно з деякими гіпотезами, зростання магнітного поля, спричинене появою внутрішнього ядра, в свою чергу стало причиною кембрійського вибуху.
Див. також
Примітки
- Compositional Model for the Earth's Core [ 28 січня 2019 у Wayback Machine.](англ.)
- Edmond A. Mathez, ред. (2000). . American Museum of Natural History. Архів оригіналу за 30 квітня 2008. Процитовано 5 грудня 2013.
- Внутреннее ядро Земли действительно твердое, хотя и немного пластичное [ 7 січня 2019 у Wayback Machine.](рос.)
- The Life of Beno Gutenberg(англ.)
- Inge Lehmann [ 7 січня 2019 у Wayback Machine.](англ.)
- Up-to-fivefold reverberating waves through the Earth’s center and distinctly anisotropic innermost inner core. Nature Communications, volume 14, Article number: 754 (2023)
- У центрі ядра Землі відкрили незвичайне міні-ядро. 21.02.2023
- Palaeomagnetic field intensity variations suggest Mesoproterozoic inner-core nucleation [ 1 червня 2019 у Wayback Machine.](англ.)
- What are the Earth's layers? [ 7 січня 2019 у Wayback Machine.](англ.)
- Physical properties of the inner core's substance(англ.)
- Why is the earth's core so hot? And how do scientists measure its temperature? [ 8 січня 2019 у Wayback Machine.](англ.)
- INNER CORE COMPOSITION(англ.)
- Seismic anisotropy in the Earth's innermost innercore: Testing structural models against mineral physics predictions [ 15 січня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
- Constraints on Earth's inner core composition inferred from measurements of the sound velocity of hcp-iron in extreme conditions [ 21 січня 2019 у Wayback Machine.](англ.)
- Superrotation of Earth's Inner Core, Extraterrestrial Impacts, and the Effective Viscosity of Outer Core [ 9 січня 2019 у Wayback Machine.](англ.)
- Electromagnetically driven westward drift and inner-core superrotation in Earth's core [ 9 січня 2019 у Wayback Machine.](англ.)
- Yang, Y., Song, X. Multidecadal variation of the Earth’s inner-core rotation. Nat. Geosci. (2023).(англ.)
- First measurement of magnetic field in Earth's core [ 10 січня 2019 у Wayback Machine.](англ.)
- What Drives Earth's Magnetic Field? [ 14 січня 2019 у Wayback Machine.](англ.)
- The Geomagnetic Field [ 13 липня 2018 у Wayback Machine.](англ.)
- Why did life develop on the surface of the Earth in the Cambrian? [ 23 лютого 2019 у Wayback Machine.](англ.)
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — .
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Vnutrishnye yadro Zemli sub yadro angl sub core inner core lower core nim Innererkern m innerer Kern m Kern m vnutrishnya chastina yadra Zemli z radiusom blizko 1 22 tis km Sub yadro jmovirno tverde gustina rechovini vseredini sub yadra dosyagaye 13100 kg m masa 9 7 1022 kg 1 6 masi Zemli 5 masi yadra ob yem 7 6 h 109 km 0 7 ob yemu Zemli Gipotetichno vnutrishnye yadro skladayetsya iz zalizo nikelevogo splavu z domishkami silikativ i vazhkih metaliv Model vnutrishnoyi budovi planeti Zemlya Vnutrishnye yadro poznachene cifroyu 6 Isnuvannya vnutrishnogo yadra Zemli obgruntuvala u roci danskij geofizik Inge Lemann Vnutrishnye yadro postupovo zrostaye za rahunok kristalizaciyi rechovini zovnishnogo yadra pri ostiganni Zemli Kristalizaciya sub yadra pochalasya 1 1 5 mlrd rokiv tomu VidkrittyaRozpovsyudzhennya P hvil vseredini Zemli Isnuye dva osnovnih tipa hvil sho vinikayut pid chas zemletrusiv P hvili pozdovzhni i S hvili poperechni P hvili prohodyat cherez tverdi tila ridini i gazi napriklad zvichajni zvukovi hvili ye pozdovzhnimi todi yak S hvili mozhut rozpovsyudzhuvatis lishe u tverdih tilah oskilki modul zsuvu u ridinah i gazah dorivnyuye nulyu U 1913 roci Beno Gutenberg analizuyuchi rozpovsyudzhennya sejsmichnih hvil pokazav sho yadro Zemli pochinayuchi z glibini 2880 kilometriv ridke U 1930 h rokah Inge Lemann danska geofizikinya analizuyuchi sejsmichni hvili vid zemletrusu 1929 roku u Novij Zelandiyi pomitila sho sejsmografichni stanciyi u Irkutsku i Sverdlovsku zafiksuvali znachno silnishi poshtovhi nizh ce ochikuvalos bi Dlya poyasnennya cogo faktu vona rozrobila novu trikomponentnu model budovi Zemli sho vklyuchala she odne tverde yadro vseredini ridkogo i opublikuvala yiyi v 1936 roci v statti pid nazvoyu P Lishe u 1970 h rokah buli otrimani dodatkovi dani sho povnistyu pidtverdili teoriyu Lemann a liniya rozdilennya mizh zovnishnim ta vnutrishnim yadrom na yiyi chest otrimala nazvu mezha Lemann Hocha sejsmologichni dani yavno vkazuvali sho vnutrishnye yadro isnuye te sho vono dijsno tverde vdalosya ostatochno dovesti lishe u 2018 roci pokazavshi sho S hvili dijsno prohodyat kriz nogo U lyutomu 2023 roku grupa avstralijskih doslidnikiv opublikuvala v Nature Communications rezultati doslidzhennya v hodi yakogo bulo vivcheno vidlunnya tobto vidobrazhennya vid zemnogo yadra sejsmichnih hvil yaki buli porodzheni zemletrusami Sejsmichni R hvili sho jdut pid kutom 50 do osi obertannya Zemli viyavilisya na 4 povilnishimi anizh podibni hvili pid inshimi kutami V cilomu nini dosit slabki vidobrazhennya vid yadra Zemli pokazali sho u jogo centri isnuye yadro yadra diametrom priblizno polovinu yadra zagalom Jdetsya pro radius 650 kilometriv diametr blizko 1300 kilometriv Yak bulo povidomleno ce yadro skladayetsya iz zaliza a nikelyu v nomu mabut dosit malo ViniknennyaJmovirno deyakij chas pislya utvorennya Zemli vnutrishnogo yadra ne isnuvalo a vse yadro bulo ridkim Prote vnutrishni obolonki Zemli postupovo oholodzhuyutsya Priblizno 1 1 5 milyarda rokiv tomu temperatura yadra opustilasya do tochki tverdnennya zaliza pislya chogo podalshe oholodzhennya prizvodit do zrostannya sub yadra Datuvannya pov yazuyut z momentom rizkogo zrostannya napruzhenosti magnitnogo polya Zemli Zaraz vnutrishnye yadro prodovzhuye rosti zi shvidkistyu blizko 1 milimetra na rik VlastivostiVnutrishnye yadro maye radius 1220 kilometriv priblizno zbigayetsya z radiusom Plutona Tisk u nomu zminyuyetsya vid 328 na poverhni do 363 v centri GPa a gustina vid 12760 do 13090 kg m3 Temperatura vnutrishnogo yadra dorivnyuye temperaturi tverdnennya rechovini v umovah yadra yaka she ne bula pidtverdzhena eksperimentalno a teoretichni ocinki variyuyutsya vid 4000 do 7000 kelviniv Vnutrishnye yadro skladayetsya z splavu zaliza z domishkami nikelyu do 5 kremniyu sirki kisnyu i inshih rechovin Mozhlivo sub yadro ye odnim sucilnim kristalom zaliza Rozpovsyudzhennya sejsmichnih hvil u vnutrishnomu yadri maye anizotropiyu sho mozhe buti poyasnene takim chinom Zalizo v cih umovah jmovirno prisutnye u viglyadi en alotropnoyi modifikaciyi zaliza v yakij jogo atomi mayut geksagonalnu shilnoupakovanu gratku Zgidno inshih gipotez vnutrishnye yadro skladayetsya z velikoyi kilkosti kristaliv zaliza mizh yakimi prisutnya rechovina u rozplavlenomu stani Gustina vnutrishnogo yadra priblizno na 5 mensha nizh yakbi vono skladalosya z chistogo zaliza Vnutrishnye yadro obertayetsya navkolo svoyeyi osi trohi shvidshe nizh Zemlya v cilomu na 0 3 0 5 na rik tobto vono robit dodatkovij obert priblizno za 900 rokiv Ce yavishe nazivayetsya superrotaciyeyu Prichini cogo yavisha dosi ne zrozumili ostatochno ale jmovirno vono pov yazane z robotoyu geodinamo abo zh z priplivnimi silami Cej ruh pov yazuyut zi sposterezhuvanim zmishennyam magnitnogo polya Zemli na zahid Vtim isnuyut dani pro te sho za ostanni 3000 rokiv buli periodi koli magnitne pole navpaki zmishuvalosya na shid Rozrahunki pokazuyut sho za vidsutnosti postijnoyi pidkruchuvalnoyi sili dodatkove obertannya povnistyu zupinitsya za chas poryadku 11000 rokiv Isnuyut takozh dani sho dinamika diferencialnogo obertannya vnutrishnogo yadra Zemli maye vidnosno korotki periodi koli obertannya zupinyayutsya kvaziperiodichno z periodom priblizno v 70 rokiv i odna iz zupinok jmovirno vidbulasya v 2010 h rokah Periodichnist diferencialnogo obertannya vnutrishnogo yadra v vid shesti do semi desyatilit zbigayetsya z dekilkoma vazhlivimi geofizichnimi sposterezhennyami osoblivo kolivannyami trivalosti dnya ta zminami magnitnogo polya i vkazuye na nayavnu rezonansnu sistemu v riznih sharah Zemli Magnitne pole Zemli u yadri maye napruzhenist blizko 25 gaus i jmovirno vinikaye zavdyaki vzayemodiyi vnutrishnogo i zovnishnogo yadra Sered prichin ruhu potokiv rozplavlenogo zaliza u zovnishnomu yadri nazivayut hvili sho vinikayut vnaslidok ruhu nerivnoyi poverhni vnutrishnogo yadra teplota sho vinikaye pri tverdnenni zaliza i sprichinene neyu konvektivne peremishuvannya Varto zaznachiti sho magnitne pole Zemli ne mozhe buti sprichinene namagnichenistyu sub yadra oskilki jogo temperatura ye znachno vishoyu za tochku Kyuri zaliza Zgidno z deyakimi gipotezami zrostannya magnitnogo polya sprichinene poyavoyu vnutrishnogo yadra v svoyu chergu stalo prichinoyu kembrijskogo vibuhu Div takozhZovnishnye yadro Mezha LemannPrimitkiCompositional Model for the Earth s Core 28 sichnya 2019 u Wayback Machine angl Edmond A Mathez red 2000 American Museum of Natural History Arhiv originalu za 30 kvitnya 2008 Procitovano 5 grudnya 2013 Vnutrennee yadro Zemli dejstvitelno tverdoe hotya i nemnogo plastichnoe 7 sichnya 2019 u Wayback Machine ros The Life of Beno Gutenberg angl Inge Lehmann 7 sichnya 2019 u Wayback Machine angl Up to fivefold reverberating waves through the Earth s center and distinctly anisotropic innermost inner core Nature Communications volume 14 Article number 754 2023 U centri yadra Zemli vidkrili nezvichajne mini yadro 21 02 2023 Palaeomagnetic field intensity variations suggest Mesoproterozoic inner core nucleation 1 chervnya 2019 u Wayback Machine angl What are the Earth s layers 7 sichnya 2019 u Wayback Machine angl Physical properties of the inner core s substance angl Why is the earth s core so hot And how do scientists measure its temperature 8 sichnya 2019 u Wayback Machine angl INNER CORE COMPOSITION angl Seismic anisotropy in the Earth s innermost innercore Testing structural models against mineral physics predictions 15 sichnya 2020 u Wayback Machine angl Constraints on Earth s inner core composition inferred from measurements of the sound velocity of hcp iron in extreme conditions 21 sichnya 2019 u Wayback Machine angl Superrotation of Earth s Inner Core Extraterrestrial Impacts and the Effective Viscosity of Outer Core 9 sichnya 2019 u Wayback Machine angl Electromagnetically driven westward drift and inner core superrotation in Earth s core 9 sichnya 2019 u Wayback Machine angl Yang Y Song X Multidecadal variation of the Earth s inner core rotation Nat Geosci 2023 angl First measurement of magnetic field in Earth s core 10 sichnya 2019 u Wayback Machine angl What Drives Earth s Magnetic Field 14 sichnya 2019 u Wayback Machine angl The Geomagnetic Field 13 lipnya 2018 u Wayback Machine angl Why did life develop on the surface of the Earth in the Cambrian 23 lyutogo 2019 u Wayback Machine angl LiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3