Όταν η Γη σχηματίστηκε για πρώτη φορά πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ήταν μια διάπυρη σφαίρα από λιωμένο πέτρωμα. Με την πάροδο του χρόνου, τα βαρύτερα στοιχεία όπως ο σίδηρος και το νικέλιο βυθίστηκαν προς το κέντρο του πλανήτη, σχηματίζοντας τον αρχικό πυρήνα της Γης.
Σήμερα, ο πυρήνας της Γης παραμένει μια απίστευτα καυτή και πυκνή σφαίρα βαθιά μέσα στον πλανήτη μας. Αποτελείται από έναν υγρό εξωτερικό πυρήνα, ο οποίος ξεκινά περίπου στα 2.900 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης και εκτείνεται για περίπου 2.200 χιλιόμετρα, καθώς και από έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα, που αρχίζει περίπου στα 5.150 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια, με ακτίνα περίπου 1.220 χιλιομέτρων.
Η θερμοκρασία του Ήλιου στα έγκατα της Γης
Αλλά πόσο ζεστός είναι πραγματικά ο πυρήνας της Γης; Και πώς το ανακάλυψαν οι επιστήμονες, αφού είναι αδύνατον να φτάσουν σε τόσο μεγάλο βάθος; Χάρη σε έναν συνδυασμό προηγμένων τεχνικών, οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η θερμοκρασία του πυρήνα της Γης προσεγγίζει εκείνη στην επιφάνεια του Ήλιου: κυμαίνεται δηλαδή από 5.000 έως πάνω από 5.500 βαθμούς Κελσίου. Αυτή η ακραία θερμοκρασία εντοπίζεται στο όριο μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού πυρήνα, το οποίο θεωρείται το θερμότερο σημείο του πλανήτη.
Ωστόσο, η τιμή αυτή δεν έχει μετρηθεί άμεσα, αλλά προκύπτει από εργαστηριακά πειράματα και θεωρίες για τη σύσταση της Γης. Το κέντρο του πλανήτη αποτελείται κυρίως από σίδηρο, σε ποσοστό περίπου 85%, αναμεμειγμένο με νικέλιο και άλλα ελαφρύτερα στοιχεία. Αυτό το υλικό βρίσκεται σε υγρή μορφή στον εξωτερικό πυρήνα και σε στερεή μορφή στον εσωτερικό.
Οι επιστήμονες κατέληξαν σε αυτά τα συμπεράσματα συνδυάζοντας εργαστηριακές μετρήσεις κραμάτων σιδήρου σε συνθήκες εξαιρετικά υψηλής πίεσης, αναλύσεις μετεωριτών, αλλά και μελέτες για τη συμπεριφορά των σεισμικών κυμάτων καθώς ταξιδεύουν στο εσωτερικό της Γης.
Πειράματα που προσομοιώνουν ακραίες πιέσεις
Στην επιφάνεια της Γης, το σημείο τήξης του καθαρού σιδήρου είναι περίπου 1.538 βαθμοί Κελσίου. Όμως, αυτή η τιμή δεν λαμβάνει υπόψη τις ασύλληπτες πιέσεις που επικρατούν στα έγκατα του πλανήτη.
Όπως εξήγησε στο Live Science ο Κουέντιν Ουίλιαμς, φυσικός ορυκτών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια (Σάντα Κρουζ), οι αυξανόμενες πιέσεις ανεβάζουν κατακόρυφα το σημείο τήξης του σιδήρου. Αυτό εξηγεί γιατί ο εσωτερικός πυρήνας, παρότι είναι εξαιρετικά θερμός, παραμένει στερεός.
Για να προσδιορίσουν τη θερμοκρασία τήξης του σιδήρου υπό αυτές τις συνθήκες, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ειδικές συσκευές (όπως οι κυψέλες διαμαντένιας άκμονος – diamond anvil cells), όπου πιέζουν μικροσκοπικά δείγματα σιδήρου ανάμεσα σε δύο διαμάντια, θερμαίνοντάς τα ταυτόχρονα με λέιζερ. Άλλες μελέτες χρησιμοποιούν κύματα κρούσης υψηλής ταχύτητας.
«Σε έναν βαθμό, όσα γνωρίζουμε για τον πυρήνα της Γης είναι μορφωμένες εικασίες», αναφέρει ο Σιτσούν Χουάνγκ, καθηγητής γεωλογίας στο Πανεπιστήμιο Sun Yat-sen της Κίνας, επισημαίνοντας ότι ο ακριβής τρόπος κρυστάλλωσης του εσωτερικού πυρήνα παραμένει μυστήριο.
Ένας καυτός πυρήνας που επιτρέπει τη ζωή
Η θερμότητα αυτή διηγείται την ίδια την ιστορία της δημιουργίας μας. Κατά τον σχηματισμό της Γης, η βαρυτική δυναμική ενέργεια μετατράπηκε σε θερμότητα. Επιπλέον, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μια γιγαντιαία σύγκρουση με ένα σώμα στο μέγεθος του Άρη –η οποία οδήγησε και στη δημιουργία της Σελήνης– απελευθέρωσε τεράστια ποσά θερμότητας στο εσωτερικό του πρωτοπλανήτη.
Σε αντίθεση με άλλους βραχώδεις πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος που ψύχθηκαν γρήγορα, η Γη έχει διατηρήσει το μεγαλύτερο μέρος της αρχικής της θερμότητας. «Δεν είμαστε ιδιαίτερα καλοί στο να ψύχουμε πλανήτες», σημειώνει χαρακτηριστικά ο Κουέντιν Ουίλιαμς.
Αυτή η εγκλωβισμένη ενέργεια τροφοδοτεί την τεκτονική των πλακών, η οποία ανακυκλώνει θρεπτικά συστατικά και δημιουργεί σταθερά περιβάλλοντα για την εξέλιξη της ζωής. Παράλληλα, ο υγρός σιδερένιος πυρήνας λειτουργεί ως μια γιγαντιαία γεννήτρια που παράγει το μαγνητικό πεδίο της Γης, προστατεύοντάς μας από τους φονικούς ηλιακούς ανέμους.
«Αν σας ενδιαφέρει η ζωή, πρέπει να σας ενδιαφέρει και το εσωτερικό της Γης», καταλήγει ο Σιτσούν Χουάνγκ.
Ανακαλύψτε περισσότερα άρθρα στα αποτελέσματα αναζήτησης
Προσθήκη του Politeianews.gr στην Google
