Dünya çekirdeği

Dünya çekirdeği merkezi parçası olan Dünya yaklaşık olarak kendi hacminin% 17 kaplar ve kütlesinin% 33 temsil eder. Esas olarak metalik demirden yapılır, ancak bir miktar nikel ve yaklaşık %10 daha hafif elementler içerir (kesinlikle tanımlanmamıştır). Ayrılmış manto ile Gutenberg süreksizliği bir de derinlik 2,900  km :, iki bölümden oluşur , dış çekirdek , sıvı, ve iç kısım (veya “tohum”), elde edilmiştir.

Dünyanın manyetik alanı , henüz tam olarak anlaşılamamış, kendi kendini idame ettiren bir dinamo mekanizması tarafından dış çekirdekte üretilir . Kristalleşme yoluyla dış çekirdek pahasına oluşan (ve büyümeye devam eden) iç çekirdek, dış çekirdekteki sıvıdan daha saf bir Fe-Ni alaşımından yapılmıştır.

Tarih

keşif

1798'de Henry Cavendish , Dünya'nın ortalama yoğunluğunu, suyun yoğunluğunun 5.48 katı olarak hesapladı (daha sonra 5.53 olarak düzeltildi), bu da bilim topluluğunun, Dünya'nın iç kısmının merkezinde çok daha yoğun olduğunu kabul etmesine yol açtı.

Metalik göktaşlarının keşfinin ardından, Emil Wiechert 1898'de Dünya'nın metalik göktaşlarına benzer bir bileşime sahip olduğunu, ancak demirin Dünya'nın içine göç ettiğini öne sürdü.

Dünya'nın çekirdeğinin ilk tespiti 1906'da Richard Dixon Oldham tarafından yapıldı . 1912'de Beno Gutenberg , manto ve çekirdek arasındaki süreksizliği buldu , daha sonra Gutenberg süreksizliği olarak adlandırıldı .

1936'da Inge Lehmann , sismogramlarda belirli fazların gelişini açıklamak için sıvı çekirdeğin katı bir tohum içermesi gerektiğini gösterir . Çalışması, çekirdeğin genel boyutunun yanı sıra dış sıvı çekirdek ile katı iç çekirdek arasındaki sınırları belirlemeyi mümkün kıldı, bundan sonra Lehmann süreksizliği olarak adlandırılan bir arayüz .

Modern gelişmeler

Dış çekirdek

Dış çekirdek sıvıdır. Esasen %80-85 demirden , yaklaşık %10-12 kadar kükürt , oksijen , silikon ve karbon (veya dördünün bir karışımı) arasında henüz belirlenmemiş hafif bir element , hatta d' sudan ve son olarak da çözülmüş halden oluşur. Nikelin %5'i . Viskozitesi suyunkinin 1 ila 100 katı arasında tahmin edilmektedir, ortalama sıcaklığı 4000  °C'ye ve yoğunluğu 10'a ulaşmaktadır .

Bu büyük miktardaki erimiş metal konveksiyonla karıştırılır. Bu konveksiyon nedeniyle çekirdeğin bileşim (ayrılması, esas olarak (gezegen soğutma laik) ısı ve daha küçük bir kısmı için ortadan kalkabilmektedir ait aşamaları ).

Dış çekirdeğin hareketleri, Dünya'nın hareketleri ile etkileşime girer: esas olarak günlük dönüşü , fakat aynı zamanda daha uzun bir zaman ölçeğinde devinimi .

Demirin iletken yapısı, manyetik alanları oluşturan, bu akımları güçlendiren ve böylece dinamo etkisi yaratan değişken elektrik akımlarının birbirini destekleyerek gelişmesine olanak sağlar . Böylece sıvı çekirdeğin dünyanın manyetik alanının kökeninde olduğunu açıklıyoruz . Bu dinamoyu sürdürmek için gerekli olan enerji kaynağı, büyük bir olasılıkla tohumun gizli kristalleşme ısısında yatmaktadır .

İç çekirdek

5.150 km derinlikte Lehmann süreksizliği ile  dış çekirdekten ayrılan iç çekirdek, aynı zamanda tohum olarak da adlandırılan katı bir toptur. Esasen metaliktir ( yaklaşık %80 demir ve %20 nikelden oluşan bir alaşım ). Olan basınç, 3.5 milyon arasında çubukları ( 350 GPa C'de muhafaza edilen), katı halde üstünde bir sıcaklığa rağmen 6000  ° C a, yoğunluğu yaklaşık 13 arasında.  

İç çekirdek, dış çekirdeğin kademeli olarak kristalleşmesiyle oluşturulmuştur . Bununla birlikte, kesin doğası tartışmaya açık kalır. Farklı gözlemler, içinde hareketlerin varlığını düşündürür. İç çekirdek, jeofizik ve jeokimyada aktif bir araştırma konusu olmaya devam ediyor .

Çekirdeğin oluşumu ve evrimi

Notlar ve referanslar

  1. (içinde) H. Cavendish , "  Dünya'nın yoğunluğunu belirlemek için deneyler  " , Londra Kraliyet Cemiyeti'nin Felsefi İşlemleri , cilt.  88,1798, s.  469-479 ( DOI  10.1098 / rstl.1798.0022 ).
  2. (de) E. Wiechert , "  Uber die Massenverteilung im Inneren der Erde  " ["Dünya içindeki kütlelerin dağılımı hakkında"], Nachr. K. Ges. Wiss. Göttingen, Math-KL ,1897, s.  221-243.
  3. (içinde) Richard Dixon Oldham , "  Depremlerin Ortaya Çıkardığı Yerkürenin İç Yapısı  " , GT Geological Society of London , cilt.  62,1906, s.  459-486.
  4. I. Lehmann, “  Bilimsel Çalışmalar  ”, Uluslararası Sismoloji Bürosu Yayınları , a, cilt.  14,1936, s.  87-115.
  5. (in) Transdyne Corporation "  Dünya'nın Çekirdek Richard D. Oldham Keşif  " [html] üzerine nuclearplanet.com , Transdyne Corporation'dan2009( 13 Mayıs 2015 tarihinde erişildi ) .
  6. "  Dünya'nın çekirdeği muazzam miktarlarda kükürt içerir  " , Futura-Sciences'da
  7. "  Bakır iz, dünyanın çekirdeğinde kükürt varlığını ortaya koyuyor  " , cnrs'de
  8. (içinde) Yunguo Li Lidunka Vocadlo, Tao Sun ve John P. Brodholt, "  Dünya'nın bir su deposu olarak çekirdeği  " , Nature Geoscience , cilt.  13,18 Mayıs 2020, s.  453-458 ( DOI  10.1038 / s41561-020-0578-1 ).
  9. Bilimsel Araştırma Fransız Ulusal Merkezi (CNRS) ve üyeleri ile işbirliği içinde Fransız Atom Enerjisi Komisyonu (CEA) den Agnès DEWAELE göre Avrupa Sinkrotron Radyasyon Tesisi içinde Grenoble (SDBY); Bilim; 26 Nisan 2013'te yayınlanan “Hızlı X-ışını Kırınımına Dayalı Demirin Dünyanın İç Çekirdek Sınırında Erimesi” .

Şuna da bakın:

İlgili Makaleler