Wie wir wissen, ist unser Planet geschichtet aufgebaut. Es besteht aus einer festen Kruste, einem Plastikmantel und einem flüssigen Kern, was Wissenschaftler seit vielen Jahren sagen. Eine kürzlich durchgeführte Studie deutet jedoch darauf hin, dass der Kern mit einer sehr seltsamen Substanz gefüllt sein könnte, die weder flüssig noch fest ist. Computersimulationen haben gezeigt, dass der innere Kern, der nicht nur eine enorme Temperatur hat, sondern auch unter enormem Druck steht, in einem „superionischen Zustand“ existieren kann. Das heißt, es kommt zu einer Wirbeldiffusion von Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Wasserstoffmolekülen in hexagonal dicht gepacktem Eisen (es kann man sich als festes Eisengitter vorstellen). Zum Verständnis möchte ich Sie daran erinnern, dass der Kern der Erde so heiß ist wie die Oberfläche der Sonne. Wissenschaftler wissen jedoch nicht, welche Prozesse dort im Detail ablaufen und woraus sie im Allgemeinen bestehen. Daher ist der Erdkern immer wieder Gegenstand eines Streits zwischen Wissenschaftlern und inspirierten Science-Fiction-Autoren geworden.
der Erde wurde eine Substanz mit mysteriösen Eigenschaften gefunden Der Kern enthält möglicherweise eine mysteriöse Substanz, die es auf der Erde nicht gibt
Woraus besteht der Kern der Erde
Seit Mitte des letzten Jahrhunderts begannen Wissenschaftler, seismische Wellen, die den Kern beeinflussen, erfolgreich zu untersuchen. Dadurch konnten wir genauere Vermutungen darüber anstellen, was sich im Zentrum unseres Planeten befindet. Aber auch nach 70 Jahren ist das Bild immer noch nicht eindeutig.
Letztes Jahr zeigte eine Untersuchung einer seismischen Welle, die durch die Eingeweide des Planeten ging, dass der Kern überhaupt nicht aus massivem Eisen besteht. Es ist eine „matschige“ Substanz, nämlich eine Legierung aus Eisenatomen mit leichteren Elementen wie Sauerstoff oder Kohlenstoff. Aber das war nur eine Vermutung. Woraus genau der Kern besteht, wussten die Wissenschaftler nicht. Das einzige, was bekannt ist, ist, dass es auch nicht homogen ist und starke Konvektionsströme hat, die unseren Planeten mit einem Magnetfeld versorgen.
Was die Modellierung des Erdkerns zeigte
Wenn es möglich wäre, einen Brunnen zu bohren und einen Kern zu entnehmen, wäre das Thema ein für alle Mal erledigt. Aber das ist leider nicht möglich. Allerdings haben die Wissenschaftler inzwischen leistungsfähige Computer und Simulationssysteme in der Hand. Nach dem Sammeln seismischer Daten speisten die Wissenschaftler diese in ein fortschrittliches Programm ein, das die Prozesse extremer Temperaturen und Drücke auf Substanzen wie Eisen, Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff nachbildet.
Der Erdkern besteht aus zwei Schichten. Die Temperatur hier ist die gleiche wie auf der Sonne
Es ist bekannt, dass ein Festkörper ein sich wiederholendes Atomgitter enthält. Aber Simulationen des Kerns zeigten, dass die Atome in eine superionische Legierung umgewandelt werden. Es besteht aus einer Art Gerüst aus Eisenatomen, um das sich andere Elemente durch starke Konvektionsströme bewegen. Das berichten chinesische Wissenschaftler in der Publikation Nature. Es muss gesagt werden, dass der superionische Zustand in der Nähe von Wasser auftritt, aber unter terrestrischen Bedingungen äußerst selten ist. Im Allgemeinen hat Wasser viel mehr Zustände als allgemein angenommen wird.
„Das ist völlig ungewöhnlich. Die Verfestigung von Eisen an der inneren Grenze des Kerns ändert nichts an der Mobilität leichter Elemente, deren Konvektion kontinuierlich ist“, sagt Hauptautor Yu He, Geophysiker an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften.
Es versteht sich, dass die erhaltenen Daten nur eine Simulation sind. Das bedeutet, dass Fehler durch ungenaue Eingaben oder Fehler im Programm selbst möglich sind. Wenn sich die Modulationsergebnisse jedoch bestätigen, könnte die konstante Konvektion weicher superionischer Materialien eine Erklärung dafür liefern, warum sich die Struktur des Kerns, wie Wissenschaftler vermuten, im Laufe der Zeit ändert. Und es ist auch möglich, dass Wissenschaftler mehr darüber erfahren, wie die Konvektionsströme entstehen, die für die Erzeugung des Erdmagnetfelds verantwortlich sind.
Wie man die Korrektheit der durch Modulation erhaltenen Ergebnisse überprüft ? Leider gibt es diese Möglichkeit noch nicht. Wie die Wissenschaftler selbst sagen, müssen wir warten, bis ein Versuchsaufbau erscheint, mit dem wir die Bedingungen im Kern nachstellen können. Bemerkenswert ist lediglich, dass die Seismologie in letzter Zeit Fortschritte gemacht hat. Das heißt, es ist möglich, genauere Informationen zu Schlüsselparametern zu erhalten. Dementsprechend erhöht sich auch die Genauigkeit der Modellierung.
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Lassen Sie mich zum Schluss daran erinnern Das haben Wissenschaftler vor nicht allzu langer Zeit getan. Eine weitere interessante Entdeckung ist, dass sich das Innere der Erde offenbar schneller abkühlt als bisher angenommen. Das liegt daran, dass die Dämmschichten eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen als von den Wissenschaftlern erwartet. Ich habe vor nicht allzu langer Zeit darüber gesprochen.