Kami baru saja mulai menemukan dari apa inti batin Bumi sebenarnya

0 3 minutes read

Kami baru saja mulai menemukan dari apa inti batin Bumi sebenarnya

Inti kaya besi di pusat planet kita telah menjadi bagian penting dari evolusi Bumi. Inti tidak hanya memberi kekuatan pada medan magnet Yang melindungi atmosfer dan lautan kita dari radiasi matahari, itu juga mempengaruhi lempeng tektonik yang terus membentuk kembali benua.

Namun terlepas dari pentingnya, banyak properti paling mendasar inti tidak diketahui. Kita tidak tahu persis seberapa panas intinya, apa itu terbuat atau ketika mulai membeku. Untung, penemuan baru -baru ini Oleh saya dan kolega saya membawa kami lebih dekat untuk menjawab ketiga misteri ini.

Kita tahu suhu inti bagian dalam Bumi sangat sekitar 5.000 Kelvin (k) (4.727 ° C). Itu dulunya cair, tetapi telah mendingin dan menjadi padat dari waktu ke waktu, berkembang ke luar dalam prosesnya. Saat mendingin, ia melepaskan panas ke mantel di atasnya, menggerakkan arus di belakang lempeng tektonik.

Pendinginan yang sama ini juga menghasilkan medan magnet Bumi. Sebagian besar energi medan saat ini berasal dari pembekuan bagian cairan dari inti dan menumbuhkan inti bagian dalam yang kokoh di pusatnya.

Namun, karena kita tidak dapat mengakses inti, kita harus memperkirakan propertinya untuk memahami bagaimana pendinginannya.

Bagian penting dari memahami inti adalah mengetahui suhu lelehnya. Kita tahu di mana batas antara inti bagian dalam padat dan inti luar cair berasal dari seismologi (studi gempa bumi). Suhu inti harus sama dengan suhu leleh di lokasi ini, karena di sinilah pembekuannya. Jadi, jika kita tahu apa sebenarnya suhu leleh, kita dapat mencari tahu lebih banyak tentang suhu inti yang tepat – dan apa itu terbuat dari.

Kimia Misterius

Secara tradisional, kami memiliki dua cara untuk mencari tahu dari apa inti itu terbuat dari: meteorit dan seismologi. Dengan memeriksa kimia meteorit-yang dianggap sebagai potongan planet yang tidak pernah terbentuk, atau potongan-potongan inti dari planet-planet seperti bumi yang hancur-kita bisa mendapatkan gambaran tentang apa inti kita bisa dibuat.

harus terbuat dari besi dan nikeldan mungkin beberapa persen silikon atau belerang, tetapi sulit untuk lebih spesifik dari ini.

Seismologi, di sisi lain, jauh lebih spesifik. Ketika suara gelombang dari gempa bumi melintasi planet ini, mereka mempercepat dan melambat tergantung pada bahan apa yang mereka lewati. Dengan membandingkan waktu perjalanan gelombang ini, dari gempa bumi ke seismometer, dengan seberapa cepat gelombang bergerak melalui mineral dan logam dalam percobaan, kita bisa mendapatkan gambaran tentang apa interior bumi terbuat dari.

Ternyata waktu perjalanan ini mengharuskan inti bumi adalah tentang 10% lebih sedikit padat dari besi murnidan inti luar cair lebih padat dari inti bagian dalam padat. Hanya beberapa kimia inti yang diketahui yang dapat menjelaskan sifat -sifat ini.

Tetapi bahkan di antara sedikit pilihan konstituen yang mungkin, suhu peleburan potensial bervariasi dengan ratusan derajat – membuat kita tidak ada yang lebih bijak tentang sifat -sifat inti yang tepat.

didinginkan di bawah suhu lelehnya. Semakin intens supercooling, semakin sering atom akan bersatu untuk membentuk padatan, membuat cairan membeku lebih cepat. Botol air di dalam freezer Anda dapat di -supercooled hingga -5 ° C selama beberapa jam sebelum pembekuan, sedangkan hujan es terbentuk dalam beberapa menit ketika tetesan air didinginkan hingga -30 ° C di awan.

Dengan menjelajahi semua suhu leleh yang mungkin dari inti, kami menemukan bahwa inti yang paling tidak terdingin adalah sekitar 420 ° C di bawah suhu leleh – lebih dari ini dan inti bagian dalam akan lebih besar dari seismologi yang menemukannya. Tetapi besi murni membutuhkan ~ 1000 ° C yang tidak mungkin untuk membeku. Jika didinginkan sebanyak ini, seluruh inti akan membeku, bertentangan dengan pengamatan seismologis.

Menambahkan silikon dan sulfur, yang disarankan oleh kedua meteorit dan seismologi dapat hadir di intinya, hanya membuat masalah ini lebih buruk – membutuhkan lebih banyak supercooling.

Penelitian baru kami mengeksplorasi efek karbon di inti. Jika 2,4% dari massa inti adalah karbon, sekitar 420 ° C supercooling akan diperlukan untuk mulai membekukan inti bagian dalam. Ini adalah pertama kalinya pembekuan inti telah terbukti dimungkinkan. Jika kandungan karbon inti adalah 3,8%, hanya diperlukan 266 ° C supercooling. Ini masih banyak, tetapi jauh lebih masuk akal.

Temuan baru ini menunjukkan bahwa sementara seismologi dapat mempersempit kemungkinan kimia inti ke beberapa kombinasi elemen yang berbeda, banyak dari ini tidak dapat menjelaskan keberadaan inti bagian dalam yang solid di pusat planet ini.

Inti tidak dapat dibuat hanya dari besi dan karbon karena sifat seismik inti membutuhkan setidaknya satu elemen lagi. Penelitian kami menunjukkan bahwa lebih mungkin mengandung sedikit oksigen dan mungkin silikon.

Ini menandai langkah yang signifikan menuju pemahaman apa inti terbuat dari, bagaimana ia mulai membeku, dan bagaimana ia membentuk planet kita dari dalam ke luar.