นักวิทยาศาสตร์ดูเหมือนจะมีคำอธิบายใหม่ว่าเหตุใดแกนโลกจึงยังคงแข็ง แม้ว่าอุณหภูมิจะสูงกว่าอุณหภูมิพื้นผิวดวงอาทิตย์ก็ตาม ปรากฎว่าอาจเป็นเพราะสถาปัตยกรรมอะตอมของ "ลูกบอล" เหล็กที่ตกผลึกซึ่งตั้งอยู่ใจกลางดาวเคราะห์ของเรา

นักวิจัยแนะนำว่าแกนกลางของโลกอาจมีลักษณะเฉพาะด้วยสถานะอะตอมที่ไม่เคยพบเห็นมาก่อนซึ่งช่วยให้สามารถทนต่ออุณหภูมิและแรงกดดันอันเหลือเชื่อซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะตามการคำนวณสำหรับใจกลางดาวเคราะห์ของเรา หากนักวิทยาศาสตร์เข้าใจประเด็นนี้ถูกต้อง สิ่งนี้อาจช่วยไขปริศนาอีกประการหนึ่งที่หลอกหลอนมานานหลายทศวรรษได้

ทีมนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสวีเดนในกรุงสตอกโฮล์มใช้ Triolith ซึ่งเป็นหนึ่งในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดของประเทศ ในการจำลองกระบวนการอะตอมที่อาจเกิดขึ้นลึกลงไปใต้พื้นผิวโลกประมาณ 6,400 กิโลเมตร เช่นเดียวกับโลหะอื่น ๆ โครงสร้างอะตอมของเหล็กสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายใต้อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความดัน ที่อุณหภูมิห้องและที่ความดันปกติ เหล็กจะอยู่ในช่วงลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางร่างกาย (BCC) ตาข่ายคริสตัล. อย่างไรก็ตาม ภายใต้ความกดดันสูง โครงตาข่ายจะเปลี่ยนเป็นเฟสอัดแน่นหกเหลี่ยม คำเหล่านี้อธิบายการจัดเรียงอะตอมภายในโครงผลึกของโลหะ ซึ่งในทางกลับกัน จะต้องรับผิดชอบต่อความแข็งแรงและคุณสมบัติอื่นๆ ของมัน เช่น โลหะในกรณีนี้จะยังคงอยู่ในสถานะของแข็งหรือไม่

ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าสถานะของแข็งและตกผลึกของเหล็กในแกนกลางของโลกนั้นเกิดจากการที่เหล็กอยู่ในระยะอัดแน่นหกเหลี่ยมของโครงตาข่ายคริสตัล เนื่องจากเงื่อนไขของ bcc ที่นี่ไม่เสถียรเกินไป อย่างไรก็ตาม การศึกษาใหม่อาจบ่งชี้ว่าสภาพแวดล้อมใจกลางโลกของเราแข็งตัวและควบแน่นสถานะของ BCC อย่างแท้จริง และไม่ทำลายมัน

“ภายใต้เงื่อนไขของแกนโลก เหล็กตาข่าย bcc แสดงให้เห็นรูปแบบการแพร่กระจายของอะตอมที่ไม่เคยเห็นมาก่อน เฟสสำเนาลับดำเนินไปภายใต้คติประจำใจว่า "สิ่งที่ไม่ฆ่าฉัน ทำให้ฉันแข็งแกร่งขึ้น" ความไม่เสถียรสามารถขัดขวางเฟส bcc ที่อุณหภูมิต่ำ แต่ในทางกลับกัน อุณหภูมิที่สูงจะเพิ่มความเสถียรของเฟสนี้” หัวหน้านักวิจัย Anatoly Belonoshko กล่าว

เป็นการเปรียบเทียบ กิจกรรมที่เพิ่มขึ้นอะตอมในเหล็กที่อยู่ใจกลางโลก Belonoshko ให้สำรับไพ่สับโดยที่อะตอม (แสดงด้วยไพ่) สามารถผสมกันอย่างต่อเนื่องและรวดเร็วมากภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิและความดันที่สูงขึ้น แต่ในขณะเดียวกันสำรับก็ยังคงอยู่ ทั้งหมดเดียว และตัวเลขเหล่านี้น่าประทับใจมาก สูงกว่าความดันที่เราสัมผัสบนพื้นผิวถึง 3.5 ล้านเท่า และอุณหภูมิก็สูงกว่าประมาณ 6,000 องศาเซลเซียส

ข้อมูลจากซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Triolith ยังแสดงให้เห็นว่ามวลของแกนโลกชั้นในของโลกมากถึง 96 เปอร์เซ็นต์ (สูงกว่าการคำนวณครั้งก่อน) น่าจะเป็นเหล็กมากที่สุด ส่วนที่เหลือเป็นนิกเกิลและธาตุเบาอื่นๆ

ความลึกลับอีกประการหนึ่งที่อาจแก้ไขได้เนื่องจากการวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ก็คือเหตุใดคลื่นแผ่นดินไหวจึงเคลื่อนที่เร็วขึ้นระหว่างขั้วโลกและไม่ข้ามเส้นศูนย์สูตร ปรากฏการณ์นี้มักเรียกกันว่าแอนไอโซโทรปี นักวิจัยกล่าวว่าพฤติกรรมของตาข่าย bcc ในเหล็กภายใต้สภาวะที่รุนแรงตามแบบฉบับของจุดศูนย์กลางของโลกอาจเพียงพอสำหรับผลกระทบแอนไอโซโทรปีขนาดใหญ่ ซึ่งในทางกลับกัน จะสร้างสาขาอื่นให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาในอนาคต

สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าสมมติฐานนี้มีพื้นฐานมาจากการจำลองคอมพิวเตอร์ภายในโดยเฉพาะ กระบวนการแบบไดนามิก Earth และขึ้นอยู่กับรุ่นอื่นๆ ผลการคำนวณอาจแตกต่างกัน จนกว่าเราจะทราบวิธีลดเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่เหมาะสมให้ลึกขนาดนี้เราจะไม่สามารถพูดได้อย่างมั่นใจอย่างแน่นอนเกี่ยวกับความถูกต้องของการคำนวณ และด้วยอุณหภูมิและความดันที่สามารถเกิดขึ้นที่นั่น การได้รับหลักฐานโดยตรงเกี่ยวกับกิจกรรมของแกนกลางดาวเคราะห์อาจเป็นไปไม่ได้เลยสำหรับเรา

ถึงแม้จะมีความยากลำบากก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องทำการวิจัยต่อไป เพราะทันทีที่เราสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นจริงในโลกของเราได้ เราก็จะมีโอกาสมากขึ้นในการรู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป

หนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่แนะนำว่ามีพื้นที่ที่มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นในใจกลางโลกคือเฮนรี คาเวนดิช เขาสามารถคำนวณมวลและความหนาแน่นเฉลี่ยของดาวเคราะห์ได้ และพบว่ามันมากกว่าความหนาแน่นของหินมาก

แกนกลางของโลกเป็นส่วนใจกลางที่ลึกที่สุดของโลก ซึ่งอยู่ใต้เนื้อโลก
อยู่ที่ระดับความลึก 2900 กม. รัศมีเฉลี่ยของทรงกลมคือ 3.5,000 กม. อุณหภูมิบนพื้นผิวของแกนกลางโลกที่เป็นของแข็งอยู่ที่ 6,230 ± 500 K (5,960 ± 500 ° C) ตรงกลางมีความหนาแน่นประมาณ 12.5 t/m³ ความดันสูงถึง 361 GPa (3.7 ล้าน atm) มวลของแกนกลางคือ 1.932 1,024 กิโลกรัม สารที่ประกอบเป็นแกนโลกจะทำให้เกิดความร้อนขึ้นกับความดัน (แรงโน้มถ่วง)

หนึ่งในคนกลุ่มแรก ๆ ที่แนะนำว่ามีพื้นที่ที่มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นในใจกลางโลกคือเฮนรีคาเวนดิช เขาสามารถคำนวณมวลและความหนาแน่นเฉลี่ยของดาวเคราะห์ได้ และพบว่ามันมากกว่าความหนาแน่นของหินที่มายังพื้นผิวโลกมาก

มีข้อมูลน้อยมากเกี่ยวกับแกนกลางของโลก แม้ว่าข้อมูลที่มีอยู่จะได้มาโดยวิธีทางธรณีฟิสิกส์หรือธรณีเคมีทางอ้อมก็ตาม ยังไม่สามารถเก็บตัวอย่างสารของนิวเคลียสได้ องค์ประกอบของมันไม่เป็นที่รู้จักโดยตรง สันนิษฐานว่ามันประกอบด้วยโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลที่มีส่วนผสมของธาตุไซเดอโรฟิลอื่นๆ

ด้วยความหนาประมาณ 2,200 กม. ซึ่งบางครั้งเขตเปลี่ยนผ่านจะมีความโดดเด่น มวลของแกนกลางคือ 1.932 · 10 24 กก.

ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับแกนกลาง ข้อมูลทั้งหมดได้มาโดยวิธีทางธรณีฟิสิกส์หรือธรณีเคมีทางอ้อม และไม่มีภาพของสสารแกนกลางดังกล่าว และไม่น่าจะได้รับมาในอนาคตอันใกล้ อย่างไรก็ตาม นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ได้บรรยายรายละเอียดหลายครั้งแล้วเกี่ยวกับการเดินทางสู่แกนกลางของโลกและความร่ำรวยมากมายที่ซ่อนอยู่ที่นั่น ความหวังที่จะได้สมบัติของแกนกลางนั้นมีเหตุผลอยู่บ้าง เนื่องจากตามแบบจำลองธรณีเคมีสมัยใหม่ เนื้อหาของโลหะมีตระกูลและองค์ประกอบที่มีคุณค่าอื่นๆ ในแกนกลางค่อนข้างสูง

ประวัติการศึกษา

อาจเป็นหนึ่งในข้อสันนิษฐานแรก ๆ เกี่ยวกับการมีอยู่ของพื้นที่ที่มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นภายในโลกนั้นเกิดขึ้นโดย Henry Cavendish ผู้คำนวณมวลและความหนาแน่นเฉลี่ยของโลกและพบว่ามันมากกว่าลักษณะความหนาแน่นของหินที่โผล่ออกมามาก บนพื้นผิวโลก

การดำรงอยู่ได้รับการพิสูจน์ในปี พ.ศ. 2440 โดยนักแผ่นดินไหววิทยาชาวเยอรมัน E. Wiechert และความลึก (2,900 กม.) ถูกกำหนดในปี พ.ศ. 2453 โดยนักธรณีฟิสิกส์ชาวอเมริกัน B. Gutenberg

การคำนวณที่คล้ายกันนี้สามารถทำได้กับอุกกาบาตโลหะซึ่งเป็นชิ้นส่วนของนิวเคลียสของวัตถุดาวเคราะห์ขนาดเล็ก ปรากฎว่าการก่อตัวของแกนกลางในพวกมันเกิดขึ้นเร็วกว่ามากในช่วงเวลาหลายล้านปี

ทฤษฎีของโซโรคตินและอูชาคอฟ

แบบจำลองที่อธิบายไว้ไม่ใช่แบบจำลองเดียว ดังนั้นตามแบบจำลองของ Sorokhtin และ Ushakov ที่นำเสนอในหนังสือ "การพัฒนาโลก" กระบวนการสร้างแกนกลางของโลกยืดเยื้อประมาณ 1.6 พันล้านปี (จาก 4 ถึง 2.6 พันล้านปีก่อน) ตามที่ผู้เขียนระบุ การก่อตัวของแกนกลางเกิดขึ้นในสองขั้นตอน ในตอนแรก ดาวเคราะห์ดวงนี้เย็น และไม่มีการเคลื่อนไหวใด ๆ ในส่วนลึกของมัน จากนั้นมันก็อุ่นขึ้นด้วยการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีเพียงพอที่จะเริ่มละลายเหล็กที่เป็นโลหะ มันเริ่มไหลไปที่ใจกลางโลก ในขณะที่เนื่องจากความแตกต่างของแรงโน้มถ่วง ความร้อนจำนวนมากจึงถูกปล่อยออกมา และกระบวนการแยกแกนกลางก็เร่งขึ้นเท่านั้น กระบวนการนี้ดำเนินไปถึงระดับความลึกเพียงระดับหนึ่ง ซึ่งสารมีความหนืดมากจนเหล็กไม่สามารถจมได้อีกต่อไป เป็นผลให้ชั้นเหล็กหลอมเหลวหนาแน่น (หนัก) และออกไซด์เกิดขึ้น มันตั้งอยู่เหนือสสารที่เบากว่าของ "แกนกลาง" ดึกดำบรรพ์ของโลก

เหตุใดแกนโลกจึงไม่เย็นลงและยังคงได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิประมาณ 6,000°C เป็นเวลา 4.5 พันล้านปี คำถามนี้ซับซ้อนมาก ซึ่งยิ่งกว่านั้น วิทยาศาสตร์ไม่สามารถให้คำตอบที่เข้าใจได้แม่นยำ 100% อย่างไรก็ตาม มีเหตุผลที่ชัดเจนสำหรับเรื่องนี้

ความลึกลับมากเกินไป

พูดอีกอย่างก็คือ ความลึกลับของแกนโลกมีความเกี่ยวข้องกับปัจจัยสองประการ ประการแรกไม่มีใครรู้แน่ชัดว่ามันก่อตัวขึ้นอย่างไรเมื่อใดและภายใต้สถานการณ์ใด - มันเกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของโปรโต - โลกหรือเกิดขึ้นแล้ว ระยะแรกการมีอยู่ของดาวเคราะห์ที่ก่อตัวขึ้นถือเป็นปริศนาที่ยิ่งใหญ่ ประการที่สอง เป็นไปไม่ได้เลยที่จะเก็บตัวอย่างจากแกนโลก - แน่นอนว่าไม่มีใครรู้ว่ามันประกอบด้วยอะไร ยิ่งไปกว่านั้น ข้อมูลทั้งหมดที่เรารู้เกี่ยวกับนิวเคลียสนั้นถูกรวบรวมโดยวิธีการและแบบจำลองทางอ้อม

ทำไมแกนโลกถึงยังร้อนอยู่?

เพื่อพยายามทำความเข้าใจว่าเหตุใดแกนโลกจึงไม่เย็นลงเป็นเวลานาน คุณต้องหาสาเหตุก่อนว่าอะไรเป็นสาเหตุให้แกนโลกอุ่นขึ้น ลำไส้ของเราก็เหมือนกับดาวเคราะห์ดวงอื่นที่มีความหลากหลายพวกมันเป็นชั้นแบ่งเขตที่มีความหนาแน่นต่างกันค่อนข้างชัดเจน แต่นี่ไม่ใช่กรณีเสมอไป ธาตุหนักค่อยๆ เคลื่อนตัวลงมา ก่อตัวเป็นแก่นชั้นในและชั้นนอก ส่วนธาตุเบาถูกบังคับให้ออกไปด้านบน ก่อตัวเป็นเนื้อโลกและเปลือกโลก กระบวนการนี้ดำเนินไปช้ามากและมีการปล่อยความร้อนออกมาด้วย อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่เหตุผลหลักที่ทำให้เครื่องทำความร้อน มวลทั้งหมดของโลกด้วยแรงกดทับที่ใจกลางทำให้เกิดความกดดันอย่างน่าอัศจรรย์ประมาณ 360 GPa (3.7 ล้านบรรยากาศ) ซึ่งเป็นผลมาจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสีที่มีอายุยาวนานซึ่งบรรจุอยู่ในแกนเหล็ก-ซิลิคอน-นิกเกิล เริ่มเกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยความร้อนมหาศาล

แหล่งความร้อนเพิ่มเติมคือ พลังงานจลน์เกิดจากการเสียดสีระหว่างชั้นต่างๆ (แต่ละชั้นหมุนอย่างอิสระจากกัน): แกนในกับชั้นนอก และชั้นนอกกับแมนเทิล

บาดาลของดาวเคราะห์ (ไม่เป็นไปตามสัดส่วน) แรงเสียดทานระหว่างชั้นในทั้งสามชั้นทำหน้าที่เป็นแหล่งความร้อนเพิ่มเติม

จากข้อมูลข้างต้น เราสามารถสรุปได้ว่าโลกและโดยเฉพาะอย่างยิ่งลำไส้ของมันเป็นเครื่องจักรที่สามารถทำความร้อนได้เอง แต่มันไม่สามารถดำรงอยู่ตามธรรมชาติตลอดไปได้: สต็อกของธาตุกัมมันตภาพรังสีภายในแกนกลางจะค่อยๆ หายไป และจะไม่เหลืออะไรเพื่อรักษาอุณหภูมิไว้

เริ่มหนาวแล้ว!

ในความเป็นจริง กระบวนการทำความเย็นได้เริ่มขึ้นแล้วเมื่อนานมาแล้ว แต่มันดำเนินไปช้ามาก - เศษเสี้ยวขององศาต่อศตวรรษ ตามการประมาณการคร่าวๆ จะต้องใช้เวลาอย่างน้อย 1 พันล้านปีเพื่อให้แกนกลางเย็นลงอย่างสมบูรณ์และหยุดปฏิกิริยาเคมีและปฏิกิริยาอื่นๆ ในแกนกลาง

คำตอบสั้น ๆ :โลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งแกนโลกเป็นเครื่องจักรที่สามารถทำความร้อนได้ด้วยตัวเอง มวลทั้งหมดของดาวเคราะห์กดทับใจกลางทำให้เกิดความกดดันอย่างน่าอัศจรรย์และด้วยเหตุนี้จึงเริ่มกระบวนการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสีซึ่งเป็นผลมาจากการที่ความร้อนถูกปล่อยออกมา

โลกของเรามีโครงสร้างเป็นชั้นๆ และประกอบด้วยสามส่วนหลัก ได้แก่ เปลือกโลก เปลือกโลก และแกนกลาง ศูนย์กลางของโลกคืออะไร? แกนกลาง ความลึกของแกนกลางคือ 2,900 กม. และเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 3.5 พันกิโลเมตร ข้างใน - แรงกดดันมหาศาล 3 ล้านบรรยากาศและอุณหภูมิสูงอย่างไม่น่าเชื่อ - 5,000 ° C นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้เวลาหลายศตวรรษในการที่จะค้นหาสิ่งที่อยู่ใจกลางโลก สม่ำเสมอ เทคโนโลยีที่ทันสมัยไม่สามารถเจาะลึกเกินหมื่นสองพันกิโลเมตรได้ หลุมเจาะที่ลึกที่สุดตั้งอยู่บนคาบสมุทรโคลา มีความลึก 12,262 เมตร ห่างไกลจากศูนย์กลางของโลก

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบแกนโลก

หนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่เดาเกี่ยวกับการมีอยู่ของนิวเคลียสในใจกลางดาวเคราะห์คือนักฟิสิกส์และนักเคมีชาวอังกฤษ เฮนรี คาเวนดิช เมื่อปลายศตวรรษที่ 18 ด้วยความช่วยเหลือของการทดลองทางกายภาพเขาคำนวณมวลของโลกและพิจารณาความหนาแน่นเฉลี่ยของสสารในโลกของเราตามขนาดของมัน - 5.5 g / cm3 ทราบความหนาแน่นแล้ว หินและแร่ธาตุในเปลือกโลกก็น้อยกว่าประมาณสองเท่า จากนี้เป็นไปตามสมมติฐานเชิงตรรกะว่าในใจกลางโลกมีพื้นที่ที่มีสสารหนาแน่นกว่า - แกนกลาง

ในปี พ.ศ. 2440 นักแผ่นดินไหววิทยาชาวเยอรมัน อี. วีเชิร์ต ซึ่งศึกษาการผ่านของคลื่นแผ่นดินไหวผ่านส่วนด้านในของโลก สามารถยืนยันข้อสันนิษฐานของการมีอยู่ของแกนกลางได้ และในปี 1910 นักธรณีฟิสิกส์ชาวอเมริกัน B. Gutenberg ได้กำหนดความลึกของตำแหน่ง ต่อจากนั้นก็เกิดสมมติฐานเกี่ยวกับกระบวนการก่อตัวของนิวเคลียสด้วย สันนิษฐานว่ามันถูกสร้างขึ้นเนื่องจากการตกตะกอนของธาตุที่หนักกว่าไปยังใจกลางและในตอนแรกสสารของดาวเคราะห์นั้นเป็นเนื้อเดียวกัน (ก๊าซ)

แกนทำมาจากอะไร?

เป็นการยากที่จะศึกษาสารที่ไม่สามารถหาตัวอย่างได้เพื่อศึกษาพารามิเตอร์ทางกายภาพและทางเคมี นักวิทยาศาสตร์ต้องถือว่ามีคุณสมบัติบางอย่างตลอดจนโครงสร้างและองค์ประกอบของนิวเคลียสด้วยสัญญาณทางอ้อมเท่านั้น มีประโยชน์อย่างยิ่งในการวิจัย โครงสร้างภายในโลกศึกษาการแพร่กระจายของคลื่นแผ่นดินไหว เครื่องวัดแผ่นดินไหวซึ่งตั้งอยู่ตามจุดต่างๆ บนพื้นผิวโลก บันทึกความเร็วและประเภทของคลื่นแผ่นดินไหวที่ผ่านไปซึ่งเกิดจากแรงสั่นสะเทือนของเปลือกโลก ข้อมูลทั้งหมดนี้ทำให้สามารถตัดสินโครงสร้างภายในของโลกรวมถึงแกนกลางด้วย

จนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าพื้นที่ส่วนกลางของโลกมีความหลากหลาย ศูนย์กลางของโลกคืออะไร? ส่วนที่ติดกับเนื้อโลกนั้นเป็นแกนกลางของเหลวที่ประกอบด้วยสสารหลอมเหลว เห็นได้ชัดว่ามีส่วนผสมของเหล็กและนิกเกิล แนวคิดนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาอุกกาบาตเหล็กซึ่งเป็นชิ้นส่วนของนิวเคลียสของดาวเคราะห์น้อย ในทางกลับกัน โลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลที่ได้รับจะมีความหนาแน่นสูงกว่าความหนาแน่นที่คาดไว้ของแกนกลาง ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากจึงมักสันนิษฐานว่าในใจกลางของโลกซึ่งเป็นแกนกลางนั้นมีองค์ประกอบทางเคมีที่เบากว่าด้วย

การมีอยู่ของแกนกลางของเหลวและการหมุนของโลกรอบแกนธรณีฟิสิกส์ของมันเองอธิบายการดำรงอยู่ สนามแม่เหล็ก. เป็นที่ทราบกันว่าสนามแม่เหล็กไฟฟ้ารอบตัวนำเกิดขึ้นเมื่อกระแสไหล ชั้นหลอมเหลวที่อยู่ติดกับเนื้อโลกทำหน้าที่เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าขนาดยักษ์

ส่วนด้านในของนิวเคลียสแม้จะมีอุณหภูมิหลายพันองศา แต่ก็เป็นของแข็ง นี่เป็นเพราะความดันในใจกลางดาวเคราะห์สูงมากจนโลหะร้อนกลายเป็นของแข็ง นักวิทยาศาสตร์บางคนแนะนำว่าแกนกลางที่เป็นของแข็งประกอบด้วยไฮโดรเจนซึ่งกลายเป็นเหมือนโลหะภายใต้อิทธิพลของแรงกดดันอันเหลือเชื่อและอุณหภูมิอันมหาศาล ดังนั้นศูนย์กลางของโลกคืออะไร แม้แต่นักธรณีฟิสิกส์ก็ยังไม่ทราบแน่ชัด แต่ถ้าเราพิจารณาปัญหานี้จากมุมมองทางคณิตศาสตร์ เราสามารถพูดได้ว่าศูนย์กลางของโลกอยู่ห่างจากโลกประมาณ 6,378 กิโลเมตร จากพื้นผิวโลก

แกนโลกประกอบด้วยสองชั้นโดยมีเขตแดนระหว่างพวกมัน: เปลือกของเหลวด้านนอกของแกนกลางมีความหนา 2,266 กิโลเมตร ใต้นั้นมีแกนกลางหนาแน่นขนาดใหญ่ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางตามการประมาณการถึง 1,300 กม. บริเวณเปลี่ยนผ่านมีความหนาไม่สม่ำเสมอและค่อยๆ แข็งตัวผ่านเข้าสู่แกนกลางชั้นใน บนพื้นผิวชั้นบนมีอุณหภูมิประมาณ 5,960 องศาเซลเซียส แม้ว่าข้อมูลเหล่านี้จะถือเป็นค่าประมาณก็ตาม

องค์ประกอบโดยประมาณของแกนชั้นนอกและวิธีการกำหนด

ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบของแม้แต่ชั้นนอกของแกนโลก เนื่องจากไม่สามารถหาตัวอย่างมาศึกษาได้ องค์ประกอบหลักที่แกนนอกของโลกของเราประกอบด้วยคือเหล็กและนิกเกิล นักวิทยาศาสตร์มาถึงสมมติฐานนี้อันเป็นผลมาจากการวิเคราะห์องค์ประกอบของอุกกาบาตเนื่องจากผู้พเนจรจากอวกาศเป็นเศษนิวเคลียสของดาวเคราะห์น้อยและดาวเคราะห์ดวงอื่น

อย่างไรก็ตาม อุกกาบาตไม่สามารถถือว่าเหมือนกันโดยสิ้นเชิงในแง่ของ องค์ประกอบทางเคมีเนื่องจากวัตถุจักรวาลดั้งเดิมมีขนาดเล็กกว่าโลกมาก หลังจากการวิจัยมากมาย นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าส่วนที่เป็นของเหลวของสารนิวเคลียร์ถูกเจือจางอย่างมากกับธาตุอื่น ๆ รวมถึงกำมะถันด้วย สิ่งนี้อธิบายความหนาแน่นต่ำกว่าโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิล

เกิดอะไรขึ้นในส่วนนอกของแกนกลางของโลก?

พื้นผิวด้านนอกของแกนกลางที่ขอบเขตกับเนื้อโลกนั้นไม่เป็นเนื้อเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่ามันมีความหนาต่างกันซึ่งก่อให้เกิดความโล่งใจภายใน นี่เป็นเพราะการผสมสารที่มีความลึกต่างกันอย่างต่อเนื่อง มีองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกันและมีความหนาแน่นต่างกัน ดังนั้นความหนาของขอบเขตระหว่างแกนกลางและเนื้อโลกอาจแตกต่างกันตั้งแต่ 150 ถึง 350 กม.

นักจินตนาการในช่วงหลายปีที่ผ่านมาในงานของพวกเขาบรรยายถึงการเดินทางสู่ใจกลางโลกผ่านถ้ำลึกและทางเดินใต้ดิน เป็นไปได้จริงเหรอ? อนิจจา ความดันบนพื้นผิวแกนกลางมีมากกว่า 113 ล้านบรรยากาศ ซึ่งหมายความว่าถ้ำใดๆ ก็ตามจะ "กระแทก" อย่างแน่นหนาแม้ว่าจะเข้าใกล้เนื้อโลกก็ตาม สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมบนโลกของเราจึงไม่มีถ้ำที่ลึกเกิน 1 กม.

มีการศึกษาชั้นนอกของนิวเคลียสอย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์สามารถตัดสินได้ว่าแกนกลางมีลักษณะอย่างไรและประกอบด้วยอะไรบ้างโดยการติดตามดูกิจกรรมแผ่นดินไหว ตัวอย่างเช่น พบว่าชั้นนอกและชั้นในหมุนไปในทิศทางที่ต่างกันภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก แกนกลางของโลกยังคงมีสิ่งลึกลับที่ยังไม่คลี่คลายอยู่มากมาย และกำลังรอการค้นพบพื้นฐานใหม่ๆ

โลกพร้อมกับวัตถุอื่นๆ ระบบสุริยะเกิดจากก๊าซเย็นและเมฆฝุ่นโดยการสะสมอนุภาคที่เป็นส่วนประกอบ หลังจากการปรากฏตัวของดาวเคราะห์ขั้นตอนใหม่ของการพัฒนาก็เริ่มขึ้นซึ่งในทางวิทยาศาสตร์มักเรียกว่าก่อนธรณีวิทยา
ชื่อของช่วงเวลานั้นเกิดจากการที่หลักฐานแรกสุดของกระบวนการในอดีต - หินอัคนีหรือหินภูเขาไฟ - นั้นมีอายุไม่เกิน 4 พันล้านปี มีเพียงนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันเท่านั้นที่สามารถศึกษาสิ่งเหล่านี้ได้
ระยะก่อนธรณีวิทยาของการพัฒนาโลกยังคงเต็มไปด้วยความลึกลับมากมาย ครอบคลุมระยะเวลา 0.9 พันล้านปี และมีลักษณะพิเศษคือการปรากฏของภูเขาไฟบนโลกอย่างกว้างขวางโดยการปล่อยก๊าซและไอน้ำ ในเวลานี้เองที่กระบวนการแบ่งชั้นของโลกเข้าสู่เปลือกหลักเริ่มต้นขึ้น - แกนกลาง, เปลือกโลก, เปลือกโลกและบรรยากาศ สันนิษฐานว่ากระบวนการนี้ถูกกระตุ้นโดยการทิ้งระเบิดอุกกาบาตอย่างรุนแรงบนโลกของเราและการละลายของแต่ละส่วน
เหตุการณ์สำคัญประการหนึ่งในประวัติศาสตร์ของโลกคือการก่อตัวของแกนกลางชั้นใน สิ่งนี้อาจเกิดขึ้นในช่วงก่อนธรณีวิทยาของการพัฒนาดาวเคราะห์ เมื่อสสารทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็นสอง geosphere หลัก - แกนกลางและเนื้อโลก
น่าเสียดายที่ยังไม่มีทฤษฎีที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับการก่อตัวของแกนโลกซึ่งจะได้รับการยืนยันจากข้อมูลและหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่จริงจัง แกนโลกก่อตัวได้อย่างไร? สำหรับคำถามนี้ นักวิทยาศาสตร์เสนอสมมติฐานหลักสองข้อ
ตามเวอร์ชันแรก สสารทันทีหลังจากการก่อตัวของโลกนั้นเป็นเนื้อเดียวกัน
ประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กทั้งหมด ซึ่งสามารถสังเกตพบได้ในอุกกาบาตในปัจจุบัน แต่หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง มวลที่เป็นเนื้อเดียวกันในตอนแรกนี้ถูกแบ่งออกเป็นแกนกลางที่หนัก โดยที่เหล็กทั้งหมดจะถูกเคลือบด้วยกระจก และเสื้อคลุมซิลิเกตที่เบากว่า กล่าวอีกนัยหนึ่ง หยดของเหล็กหลอมเหลวและสารประกอบเคมีหนักที่ตกลงมาตกลงที่ใจกลางดาวเคราะห์ของเราและก่อตัวเป็นแกนกลางที่นั่น ซึ่งส่วนใหญ่ยังคงหลอมเหลวอยู่จนถึงทุกวันนี้ เมื่อองค์ประกอบหนักปรารถนาที่ใจกลางโลก ในทางกลับกัน ตะกรันแสงก็ลอยขึ้นไปที่ชั้นนอกของดาวเคราะห์ ปัจจุบัน ธาตุแสงเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นเนื้อโลกส่วนบนและเปลือกโลก
เหตุใดจึงมีความแตกต่างของสสารเช่นนี้? เชื่อกันว่าทันทีหลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการก่อตัว โลกเริ่มร้อนขึ้นอย่างเข้มข้น สาเหตุหลักมาจากพลังงานที่ปล่อยออกมาในกระบวนการสะสมอนุภาคด้วยแรงโน้มถ่วง เช่นเดียวกับเนื่องจากพลังงานของการสลายกัมมันตภาพรังสีของ องค์ประกอบทางเคมีส่วนบุคคล
ความร้อนเพิ่มเติมของดาวเคราะห์และการก่อตัวของโลหะผสมเหล็ก - นิกเกิลซึ่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงจำเพาะที่สำคัญของมันจึงค่อย ๆ ลงมาสู่ใจกลางโลกได้รับการอำนวยความสะดวกโดยการทิ้งระเบิดอุกกาบาตที่ถูกกล่าวหา
อย่างไรก็ตาม สมมติฐานนี้ประสบปัญหาบางประการ ตัวอย่างเช่น ยังไม่ชัดเจนว่าโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิล แม้จะอยู่ในสถานะของเหลว ก็สามารถจมลงไปได้มากกว่าหนึ่งพันกิโลเมตรและไปถึงบริเวณแกนกลางดาวเคราะห์ได้อย่างไร
ตามสมมติฐานที่สอง แกนของโลกถูกสร้างขึ้นจากอุกกาบาตเหล็กที่ชนกับพื้นผิวของดาวเคราะห์ และต่อมามันก็ปกคลุมไปด้วยเปลือกอุกกาบาตหินซิลิเกตและก่อตัวเป็นเสื้อคลุม

มีข้อบกพร่องร้ายแรงในสมมติฐานนี้ ในสถานการณ์เช่นนี้ ในอวกาศ อุกกาบาตที่เป็นเหล็กและหินควรมีแยกออกจากกัน การศึกษาสมัยใหม่แสดงให้เห็นว่าอุกกาบาตเหล็กสามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะในส่วนลึกของดาวเคราะห์ที่พังทลายลงภายใต้แรงกดดันที่สำคัญนั่นคือหลังจากการก่อตัวของระบบสุริยะของเราและดาวเคราะห์ทุกดวง
เวอร์ชันแรกดูสมเหตุสมผลมากกว่า เนื่องจากมีขอบเขตแบบไดนามิกระหว่างแกนโลกและเนื้อโลก ซึ่งหมายความว่ากระบวนการแยกสสารระหว่างกันอาจดำเนินต่อไปบนโลกนี้เป็นเวลานาน ดังนั้นจึงมีอิทธิพลอย่างมากต่อการวิวัฒนาการต่อไปของโลก
ดังนั้น หากเราใช้สมมติฐานแรกเกี่ยวกับการก่อตัวของแกนกลางดาวเคราะห์เป็นพื้นฐาน กระบวนการแยกแยะสสารจะขยายออกไปประมาณ 1.6 พันล้านปี เนื่องจากความแตกต่างของแรงโน้มถ่วงและการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี จึงสามารถรับประกันการแยกสสารได้
ธาตุหนักจะจมลงเฉพาะในระดับความลึกที่ต่ำกว่าซึ่งสารนั้นมีความหนืดมากจนเหล็กไม่สามารถจมได้อีกต่อไป อันเป็นผลมาจากกระบวนการนี้ทำให้เกิดชั้นเหล็กหลอมเหลวและออกไซด์วงแหวนที่มีความหนาแน่นและหนักมาก มันตั้งอยู่เหนือสสารที่เบากว่าของแกนกลางดึกดำบรรพ์ของโลกของเรา นอกจากนี้ ยังมีการบีบสสารซิลิเกตเบาออกมาจากใจกลางโลก ยิ่งไปกว่านั้น มันถูกบังคับให้ออกไปที่เส้นศูนย์สูตร ซึ่งบางทีอาจเป็นจุดเริ่มต้นของความไม่สมดุลของดาวเคราะห์
สันนิษฐานว่าในระหว่างการก่อตัวของแกนเหล็กของโลกปริมาตรของดาวเคราะห์ลดลงอย่างมีนัยสำคัญซึ่งเป็นผลมาจากการที่พื้นผิวของมันลดลงในตอนนี้ ธาตุแสงและสารประกอบของพวกมันที่ "โผล่ขึ้นมา" บนพื้นผิวทำให้เกิดเปลือกโลกปฐมภูมิบาง ๆ ซึ่งเหมือนกับดาวเคราะห์ทุกดวงในกลุ่มพื้นดินที่ประกอบด้วยหินบะซอลต์ของภูเขาไฟที่ทับทับจากด้านบนด้วยชั้นตะกอน
อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถหาหลักฐานทางธรณีวิทยาที่มีชีวิตของกระบวนการในอดีตที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของแกนกลางและเนื้อโลกได้ ตามที่ระบุไว้แล้ว หินที่เก่าแก่ที่สุดบนโลกมีอายุประมาณ 4 พันล้านปี เป็นไปได้มากว่าในช่วงเริ่มต้นของวิวัฒนาการของโลก ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิและแรงกดดันที่สูง หินบะซอลต์ปฐมภูมิถูกเปลี่ยนแปลง ละลายลง และกลายเป็นหินหินแกรนิต - gneiss ที่เรารู้จัก
แกนกลางของโลกของเราซึ่งอาจก่อตัวขึ้นในช่วงแรกสุดของการพัฒนาโลกคืออะไร? ประกอบด้วยเปลือกนอกและเปลือกใน ตามสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ ที่ระดับความลึก 2,900-5,100 กม. จะมีแกนกลางชั้นนอกซึ่งโดย คุณสมบัติทางกายภาพเข้าใกล้ของเหลว
แกนด้านนอกเป็นกระแสของเหล็กหลอมเหลวและนิกเกิลซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี ด้วยแกนกลางนี้เองที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อมโยงกำเนิดของสนามแม่เหล็กโลก ช่องว่าง 1,270 กม. ที่เหลืออยู่จนถึงใจกลางโลกถูกครอบครองโดยแกนโลกชั้นใน ซึ่งเป็นเหล็ก 80% และซิลิคอนไดออกไซด์ 20%
แกนในแข็งและมีอุณหภูมิสูง หากเปลือกโลกเชื่อมต่อโดยตรงกับเนื้อโลก แกนโลกชั้นในก็จะดำรงอยู่ด้วยตัวมันเอง ความแข็งของมันแม้จะมีอุณหภูมิสูง แต่ก็มั่นใจได้ด้วยแรงกดดันขนาดมหึมาในใจกลางดาวเคราะห์ซึ่งสามารถเข้าถึง 3 ล้านชั้นบรรยากาศ
องค์ประกอบทางเคมีหลายชนิดจึงผ่านเข้าสู่สถานะโลหะ ดังนั้นจึงมีการเสนอว่าแก่นโลกชั้นในประกอบด้วยไฮโดรเจนที่เป็นโลหะ
แกนชั้นในที่หนาแน่นมีผลกระทบร้ายแรงต่อชีวิตของโลกของเรา สนามโน้มถ่วงของดาวเคราะห์กระจุกตัวอยู่ในนั้น ซึ่งทำให้เปลือกก๊าซเบา ชั้นอุทกสเฟียร์ และชั้นธรณีสเฟียร์ของโลกไม่กระเจิง
อาจเป็นไปได้ว่าสนามดังกล่าวมีลักษณะเฉพาะของแกนกลางตั้งแต่การก่อตัวของดาวเคราะห์ ไม่ว่าจะเป็นอะไรก็ตามในแง่ขององค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของมัน มันมีส่วนทำให้อนุภาคที่ก่อตัวหดตัวเข้าหาศูนย์กลาง
อย่างไรก็ตามต้นกำเนิดของแกนกลางและการศึกษาโครงสร้างภายในของโลกเป็นปัญหาเร่งด่วนที่สุดสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่มีส่วนร่วมอย่างใกล้ชิดในการศึกษาประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลกของเรา ทางออกสุดท้ายของปัญหานี้ยังอยู่อีกไกลมาก เพื่อหลีกเลี่ยงความขัดแย้งต่างๆ วิทยาศาสตร์สมัยใหม่สมมติฐานเป็นที่ยอมรับว่ากระบวนการก่อตัวของแกนกลางเริ่มเกิดขึ้นพร้อมกันกับการก่อตัวของโลก

มอสโก 12 กุมภาพันธ์ - RIA Novosti. นักธรณีวิทยาชาวอเมริกันกล่าวว่าแก่นชั้นในของโลกไม่สามารถเกิดขึ้นได้บนโลกเป็นเวลา 4.2 พันล้านปีในรูปแบบที่นักวิทยาศาสตร์จินตนาการถึงทุกวันนี้ เนื่องจากเป็นไปไม่ได้จากมุมมองของฟิสิกส์ ตามบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร จดหมายกำไรต่อหุ้น

“หากแกนกลางของโลกอายุน้อยประกอบด้วยของเหลวบริสุทธิ์ที่เป็นเนื้อเดียวกัน นิวเคลียสภายในก็ไม่ควรมีอยู่ตามหลักการ เนื่องจากสสารนี้ไม่สามารถเย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่อาจก่อตัวได้ ดังนั้น ในกรณีนี้ แกนกลางอาจมีองค์ประกอบต่างกันและคำถามก็คือว่ามันเป็นเช่นนั้นได้อย่างไร นี่คือความขัดแย้งที่เราค้นพบ” James van Orman (James Van Orman) จาก Case Western Reserve University ใน Cleveland (USA) กล่าว

ในอดีตอันไกลโพ้น แกนของโลกเป็นของเหลวโดยสมบูรณ์ และไม่ประกอบด้วยสองหรือสามชั้น ดังที่นักธรณีวิทยาบางคนแนะนำในปัจจุบัน ซึ่งได้แก่ แกนโลหะด้านใน และการหลอมของเหล็กและธาตุที่เบากว่าที่อยู่รอบๆ

ในสถานะนี้ แกนกลางจะเย็นลงอย่างรวดเร็วและสูญเสียพลังงาน ซึ่งทำให้สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นนั้นอ่อนลง หลังจากนั้นไม่นานกระบวนการนี้ก็มาถึงจุดวิกฤติและส่วนกลางของนิวเคลียสก็ "แข็งตัว" กลายเป็นนิวเคลียสของโลหะแข็งซึ่งมาพร้อมกับความแรงของสนามแม่เหล็กที่เพิ่มขึ้นและเพิ่มขึ้น

ช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับนักธรณีวิทยา เนื่องจากช่วยให้เราสามารถประมาณคร่าวๆ ว่าแกนโลกเย็นตัวลงได้เร็วแค่ไหนในปัจจุบัน และ "เกราะ" แม่เหล็กของโลกจะอยู่ได้นานแค่ไหน เพื่อปกป้องเราจากการกระทำของรังสีคอสมิก และ ชั้นบรรยากาศของโลก - จากลมสุริยะ

ตามที่ Van Orman ตั้งข้อสังเกต นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นในช่วงแรกของชีวิตโลกเนื่องจากปรากฏการณ์ที่สามารถพบได้ในชั้นบรรยากาศของโลกหรือในเครื่องทำโซดาในร้านอาหารฟาสต์ฟู้ด

นักฟิสิกส์ค้นพบเมื่อนานมาแล้วว่าของเหลวบางชนิด รวมถึงน้ำ ยังคงเป็นของเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง เว้นแต่จะมีสิ่งเจือปน ผลึกน้ำแข็งขนาดจิ๋ว หรือมีการสั่นสะเทือนอันทรงพลังอยู่ภายใน หากง่ายต่อการเขย่าหรือหยดฝุ่นลงไปของเหลวนั้นก็จะแข็งตัวเกือบจะในทันที

นักธรณีวิทยากล่าวว่าสิ่งที่คล้ายกันเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 4.2 พันล้านปีก่อนภายในแกนกลางของโลก เมื่อส่วนหนึ่งของมันตกผลึกอย่างกะทันหัน Van Orman และเพื่อนร่วมงานของเขาพยายามจำลองกระบวนการนี้โดยใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ภายในดาวเคราะห์

การคำนวณเหล่านี้แสดงให้เห็นโดยไม่คาดคิดว่าแกนโลกชั้นในของโลกไม่ควรมีอยู่ ปรากฎว่ากระบวนการตกผลึกของหินนั้นแตกต่างอย่างมากจากพฤติกรรมของน้ำและของเหลวเย็นยิ่งยวดอื่น ๆ ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิที่แตกต่างกันมากมากกว่าหนึ่งพันเคลวินและ "เม็ดฝุ่น" ที่น่าประทับใจซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางควรเป็น ประมาณ 20-45 กิโลเมตร

เป็นผลให้มีความเป็นไปได้มากที่สุดสองสถานการณ์ - แกนกลางของโลกควรจะแข็งตัวไปหมดแล้ว หรือมันควรจะยังคงเป็นของเหลวโดยสมบูรณ์ ทั้งสองไม่เป็นความจริง เนื่องจากโลกมีแกนของแข็งด้านในและแกนของเหลวด้านนอก

กล่าวอีกนัยหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ยังไม่มีคำตอบสำหรับคำถามนี้ แวน ออร์มานและเพื่อนร่วมงานของเขาเชิญชวนนักธรณีวิทยาของโลกทุกคนให้คิดว่า "ชิ้นส่วน" ของเหล็กที่มีขนาดใหญ่เพียงพอสามารถก่อตัวขึ้นในเนื้อโลกและ "จม" ในแกนกลางของโลกได้อย่างไร หรือค้นหากลไกอื่น ๆ ที่จะอธิบายว่ามันแบ่งออกเป็น สองส่วน

นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้รวบรวมรูปแบบใหม่ของกระบวนการที่เกิดขึ้นในแกนโลก มันแตกต่างไปจากแบบดั้งเดิมเล็กน้อย โดยที่แกนกลางจะค่อยๆ เย็นลง นักวิจัยพบว่าในบางสถานที่กลับร้อนขึ้น เนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์กับเปลือกโลกและเนื้อโลกมากขึ้น สิ่งนี้อาจส่งผลกระทบต่อผู้อยู่อาศัยบนพื้นผิวโลกอย่างไร?

ควรสังเกตว่าสสารที่อยู่ใจกลางดาวเคราะห์ของเราเรียกว่าแกนกลางนั้นเป็นสิ่งที่ลึกลับมาก และทั้งหมดเป็นเพราะอย่างที่คุณเข้าใจ ไม่มีนักวิทยาศาสตร์คนใดเลยที่เคยถือตัวอย่างสสารนิวเคลียร์ที่เล็กที่สุดไว้ในมือของเขา ด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ จึงไม่สามารถสกัดออกมาได้ เนื่องจากแกนกลางอยู่ที่ความลึก 2,900 กม. จากพื้นผิว และความลึกสูงสุดที่นักวิทยาศาสตร์สามารถเจาะเปลือกโลกของเราได้คือ 12 กม. 290 เมตร (นี่คือความลึกของบ่อน้ำมัน Maersk Oil BD-04A ซึ่งตั้งอยู่ในแอ่งน้ำมัน Al Shaheen ในกาตาร์)

ดังนั้นจนถึงขณะนี้ความรู้ของเราเกี่ยวกับสิ่งที่อยู่ในใจกลางโลกจึงเป็นเพียงการประมาณเท่านั้น สันนิษฐานว่าแกนประกอบด้วยโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลที่มีส่วนผสมขององค์ประกอบอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับเหล็ก รัศมีเฉลี่ยของแกนกลางทรงกลมอยู่ที่ประมาณ 3.5 พันกิโลเมตร (ซึ่งใหญ่กว่าดวงจันทร์ประมาณสองเท่า) และมีมวลประมาณ 1.932 × 10 24 กิโลกรัม ในกรณีนี้แกนกลางจะถูกแบ่งออกเป็นแกนด้านในที่เป็นของแข็งโดยมีรัศมีประมาณ 1,300 กม. และแกนด้านนอกที่เป็นของเหลวซึ่งมีรัศมีประมาณ 2,200 กม. ซึ่งนักวิทยาศาสตร์บางคนระบุว่ามีเขตการเปลี่ยนแปลงระหว่างนั้น

เชื่อกันว่าที่ระดับความลึกเช่นนี้สภาพจะเลวร้ายอย่างแท้จริง: อุณหภูมิในใจกลางของแกนกลางสูงถึง5,000° C ความหนาแน่นของสสารอยู่ที่ประมาณ 12.5 ตัน / ลบ.ม. และความดันสูงถึง 361 GPa โดยทั่วไปแล้วสิ่งมีชีวิตที่เปราะบางจะต้องอยู่ห่างจากแก่นแท้ของมัน ในขณะเดียวกันความสนใจในเนื้อหานี้ของเราก็มีค่อนข้างมาก และไม่ใช่เลยเพราะตามที่นักธรณีเคมีกล่าวว่า โลหะมีค่ามากถึง 90% กระจุกตัวอยู่ในทรงกลมใจกลางดาวเคราะห์ ความจริงก็คือมันเป็นแกนกลางที่ก่อให้เกิดการเคลื่อนที่ของสสารในชั้นถัดไปของโลกเสื้อคลุม (ที่เรียกว่าการพาความร้อนของเสื้อคลุมอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในบทความ "ภูเขาไฟ - ระดับของความวิตกกังวลเพิ่มขึ้น ") ซึ่ง "เกิดขึ้น" บนพื้นผิวพร้อมกับปรากฏการณ์อันไม่พึงประสงค์สำหรับเรา เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด

นอกจากนี้ เชื่อกันว่าแกนกลางสร้างสนามแม่เหล็กของโลก ซึ่งแทบจะประเมินความสำคัญต่อชีวิตของโลก (และชีวิตบนนั้น) ได้ยากเกินไป “ธรรมชาติของแมกนีโตสเฟียร์ของโลกยังคงเป็นปริศนา เราไม่สามารถไปยังจุดศูนย์กลางของโลกและรับตัวอย่างจากที่นั่นได้ เราทำได้เพียงอาศัยการวัดทางอ้อมที่กระทำใกล้พื้นผิวและในแบบจำลองทางทฤษฎีที่สามารถเปิดเผยสิ่งที่เกิดขึ้นในแกนกลางได้ นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ กระบวนการที่เกิดขึ้นในและรอบๆ แกนกลาง กล่าวโดยนักธรณีฟิสิกส์ Jon Mound จากมหาวิทยาลัยลีดส์ (บริเตนใหญ่)

ล่าสุดกลุ่ม Mound ได้นำเสนอโมเดลที่น่าสนใจมากหลังจากวิเคราะห์ข้อมูลบางส่วนในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ทันสมัยเมล็ดพืช เชื่อกันว่าเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน แกนกลางของโลกร้อนในตอนแรก และจากนั้นก็เริ่มเย็นลงอย่างช้าๆ (กระบวนการนี้ดำเนินมาจนถึงทุกวันนี้) ความร้อนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการ "แช่แข็ง" ของแกนกลางนี้จะเพิ่มขึ้นผ่านเนื้อโลกจนถึงเปลือกโลกในระหว่างการพาความร้อน - มีเหตุผลที่จะสรุปได้ว่าสารที่อุ่นขึ้นและด้วยเหตุนี้สารที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าของเนื้อโลกจึงลอยขึ้นสู่พื้นผิวในขณะที่ อันที่เย็นกว่าและหนักกว่าจะจมลงสู่แกนกลาง กระแสน้ำเหล่านี้เมื่อรวมกับการหมุนรอบตัวของดาวเคราะห์เองนั้น เชื่อกันว่าเป็นเชื้อเพลิงในการทำงานของ "ไดนาโมภายใน" ของโลก ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นมา

อย่างไรก็ตาม Mound และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ข้อสรุปว่าไม่ใช่ทุกอย่างจะง่ายนัก ตามแบบจำลองของพวกเขา กระบวนการย้อนกลับยังสามารถเกิดขึ้นในนิวเคลียส ซึ่งไม่เพียงแต่นำไปสู่การทำความเย็นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการให้ความร้อนและแม้แต่การละลายของสารนี้ด้วย ในงานของพวกเขา พวกเขาคำนึงถึงทั้งลักษณะของกระบวนการพาความร้อนและข้อมูลแผ่นดินไหวล่าสุด เป็นผลให้เกิดภาพที่น่าสนใจมาก: ตามแบบจำลอง Mound การไหลของความร้อนที่ขอบเขตระหว่างแกนกลางและเนื้อโลกอาจมีลักษณะที่แตกต่างกันมาก ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของชั้นเนื้อโลกที่อยู่ด้านบน ในบางพื้นที่ของโลก ซึ่งชั้นนี้มีความร้อนมากเกินไปอยู่แล้ว สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าพลังงานความร้อนดูเหมือนจะ "สะท้อน" จากเนื้อโลกและกลับไปที่แกนกลาง และละลายในที่สุด

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่มีแผ่นดินไหว เช่น วงแหวนไฟภูเขาไฟในมหาสมุทรแปซิฟิก (เริ่มจากคาบสมุทรคัมชัตกา จากนั้นผ่านคูริล ญี่ปุ่น หมู่เกาะฟิลิปปินส์ ไปยังนิวกินี หมู่เกาะโซโลมอน นิวซีแลนด์ ตะวันตกเฉียงเหนือของแอนตาร์กติกา หมู่เกาะต่างๆ เทียร์รา เดล ฟวยโก และเดินทางกลับผ่านเทือกเขาแอนดีส กอร์ดิเยรา และหมู่เกาะอะลูเทียนอีกครั้งที่คัมชัตกา) ซึ่งเปลือกโลกในมหาสมุทรจมลงในเนื้อโลก แผ่นเปลือกโลกหนาเป็นชั้นที่ดึงความร้อนออกจากเนื้อโลกและทำให้เย็นตัวลง เป็นผลให้เนื้อโลกที่เย็นลงเริ่มดึงความร้อนจากแกนกลางของมันเอง ดังนั้นส่วนที่อยู่ภายใต้บริเวณที่กล่าวข้างต้นจึงยังคงเย็นต่อไป

แต่ภายใต้พื้นที่อันกว้างใหญ่ของแอฟริกาและมหาสมุทรแปซิฟิกตอนกลาง มีการสังเกตภาพที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ที่นั่นอุณหภูมิของเนื้อโลกจะสูงขึ้นมากเนื่องจากอุณหภูมิที่อยู่ด้านบน เปลือกโลกไม่ได้พรากไป แต่กลับให้ความอบอุ่นแก่เธอ เป็นผลให้เสื้อคลุมซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวนความร้อนขนาดยักษ์ ทำให้เกิดการสะท้อนของรังสีอินฟราเรดที่มาจากแกนกลาง (เนื่องจากตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ความร้อนสามารถไปจากที่ร้อนกว่าไปยังวัตถุที่มีความร้อนน้อยกว่าเท่านั้น แต่ไม่เคยรองลงมา ในทางกลับกัน) ซึ่งทำให้เกิดความร้อนและการละลายของชั้นกลางของโลกตามมา

ปรากฎว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างแกนกลางกับเนื้อโลกมีความซับซ้อนมากกว่าที่อธิบายไว้ในแบบจำลองแบบดั้งเดิม แต่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของแกนกลางและความหนาแน่นของมันจะต้องส่งผลต่อสถานะของสนามแม่เหล็กอย่างแน่นอน บางทีการรบกวนที่ไม่สามารถอธิบายได้บางอย่างที่เกิดขึ้นในสนามแม่เหล็กของโลกของเรา (ที่เรียกว่าพายุแม่เหล็กโลก) อาจเกี่ยวข้องกับการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของแกนกลาง? อาจเป็นไปได้ด้วยว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างเปลือกโลกนิวเคลียร์สามารถมีอิทธิพลต่อกระบวนการระดับโลก เช่น การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวโลกของเราได้อย่างแข็งขันมากขึ้น