اسپیس نوتااسپیس نوتااسپیس نوتا
  • صفحه اصلی
  • فناوری فضایی
    فناوری فضایینمایش بیشتر
    استفاده از دوربین‌ها به‌عنوان ابزار علمی در ماموریت‌های آرتیمیس ۳ انجام می‌شود
    استفاده از دوربین‌ها به‌عنوان ابزار علمی در ماموریت‌های آرتیمیس ۳ انجام می‌شود
    ۵ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
    چگونه می‌توان بادبان‌های خورشیدی را بهتر چرخاند؟
    چگونه می‌توان بادبان‌های خورشیدی را بهتر چرخاند؟
    ۲۵ خرداد ۱۴۰۴ ساعت ۱۴:۰۰
    چگونه "عضلات حبابی" به فضانوردان کمک می‌کنند روی پا بایستند؟
    چگونه “عضلات حبابی” به فضانوردان کمک می‌کنند روی پا بایستند؟
    ۲۴ خرداد ۱۴۰۴ ساعت ۲۱:۰۰
    جهان پر از عدسی‌های طبیعی تلسکوپی است؛ تلسکوپ رومن از آن‌ها برای مطالعه ماده تاریک بهره خواهد گرفت
    جهان پر از عدسی‌های طبیعی تلسکوپی است؛ تلسکوپ رومن از آن‌ها برای مطالعه ماده تاریک بهره خواهد گرفت
    ۲۴ خرداد ۱۴۰۴ ساعت ۲۰:۰۰
    نمای نزدیک و بی‌سابقه از خورشید؛ تصاویری که نفس را بند می‌آورند
    نمای نزدیک و بی‌سابقه از خورشید؛ تصاویری که نفس را بند می‌آورند
    ۱۱ خرداد ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
  • ماموریت‌های فضایی
    • ماموریت‌های دولتی
    • ماموریت‌های خصوصی
  • نجوم و کیهان‌شناسی
    • ستاره‌ها و سیارات
    • تصاویر فضایی
    • پژوهش‌های علمی
    • دانستنی های علمی
  • محیط زیست و زمین‌شناسی
    • تغییرات اقلیمی
    • زمین‌لرزه‌ها
    • آتشفشان‌ها
خواندن: ابرسرد شدن هسته درونی زمین ممکن است در نهایت نشان دهد که چقدر قدیمی است
به اشتراک بگذارید
اسپیس نوتااسپیس نوتا
  • فناوری فضایی
  • ماموریت‌های فضایی
    • ماموریت‌های دولتی
    • ماموریت‌های خصوصی
  • نجوم و کیهان‌شناسی
    • ستاره‌ها و سیارات
    • تصاویر فضایی
    • پژوهش‌های علمی
    • دانستنی های علمی
  • محیط زیست و زمین‌شناسی
    • تغییرات اقلیمی
    • زمین‌لرزه‌ها
    • آتشفشان‌ها
ما را دنبال کنید
زمین‌لرزه‌ها

ابرسرد شدن هسته درونی زمین ممکن است در نهایت نشان دهد که چقدر قدیمی است

هسته زمین ممکن است بسیار جوانتر از آنچه قبلا تصور می شد باشد.

ابرسرد شدن هسته درونی زمین ممکن است در نهایت نشان دهد که چقدر قدیمی است
(اعتبار تصویر: Maxx-Studio از طریق Shutterstock)
توسط مونا علی اکبرخان افجه ۲۶ شهریور ۱۴۰۳ ساعت ۱۲:۰۰
8 دقیقه مطالعه

در اعماق زیر پای ما، در عمق حیرت آور بیش از ۵۱۰۰ کیلومتر، هسته داخلی زمین قرار دارد – یک توپ جامد از آهن و نیکل که نقش مهمی در شکل دادن به شرایطی که ما روی سطح تجربه می کنیم ایفا می کند. در واقع، بدون آن ما حتی بعید بود که وجود داشته باشیم.

اما علیرغم اهمیت آن، چگونگی شکل گیری و توسعه آن کمی معمایی است. ما حتی نمی دانیم چند ساله است. خوشبختانه، فیزیک معدنی ما را به حل این معما نزدیک‌تر می‌کند.

هسته داخلی مسئول میدان مغناطیسی زمین است که مانند یک سپر عمل می کند و از ما در برابر تشعشعات مضر خورشید محافظت می کند. این میدان مغناطیسی ممکن است برای ایجاد شرایطی که میلیاردها سال پیش به حیات اجازه رشد می دهد، مهم بوده است.

هسته درونی زمین زمانی مایع بود، اما در طول زمان جامد شده است. همانطور که زمین به تدریج سرد می شود، هسته داخلی به سمت بیرون منبسط می شود و مایع غنی از آهن اطراف ‘یخ می زند’. با این حال، هنوز هم بسیار گرم است، حداقل ۵۰۰۰ کلوین (K) (4726.85 درجه سانتیگراد).

این فرآیند انجماد عناصری مانند اکسیژن و کربن را آزاد می‌کند که با قرار گرفتن در یک جامد داغ سازگار نیستند. این یک مایع گرم و شناور در پایین هسته بیرونی ایجاد می کند. مایع به درون هسته بیرونی مایع بالا می رود و با آن مخلوط می شود، که جریان الکتریکی ایجاد می کند (از طریق ‘عمل دینام’)، که میدان مغناطیسی ما را تولید می کند.

تا به حال به این فکر کرده اید که چه چیزی باعث رقص نورهای شمالی در آسمان می شود؟ می توانید از هسته داخلی تشکر کنید.

تبلور رمزی

برای درک چگونگی تکامل میدان مغناطیسی زمین در طول تاریخ، ژئوفیزیکدانان از مدل هایی استفاده می کنند که حالت حرارتی هسته و گوشته را شبیه سازی می کند.

این مدل‌ها به ما کمک می‌کنند بفهمیم که چگونه گرما در داخل زمین توزیع و منتقل می‌شود. آنها فرض می کنند که هسته داخلی جامد برای اولین بار زمانی ظاهر شد که مایع تا نقطه ذوب خود خنک شد، و این زمانی است که شروع به یخ زدن می کند. مشکل اینجاست که فرآیند انجماد را به درستی منعکس نمی کند.

supercooling1
هسته داخلی زمین به رنگ زرد روشن، با مایع در هسته بیرونی و خطوط میدان مغناطیسی به رنگ سیاه. (اعتبار تصویر: آلفرد ویلسون-اسپنسر،CC ​​BY-SA)

بنابراین دانشمندان فرآیند ‘فوق خنک سازی’ را بررسی کرده اند. ابرسرد شدن زمانی است که یک مایع در زیر نقطه انجماد خنک شود بدون اینکه به جامد تبدیل شود. این اتفاق در مورد آب موجود در اتمسفر رخ می دهد که گاهی اوقات قبل از تشکیل تگرگ به منفی ۳۰ درجه سانتیگراد می رسد و همچنین با آهن در هسته زمین اتفاق می افتد.

محاسبات نشان می دهد که برای انجماد آهن خالص در هسته زمین به ۱۰۰۰ هزار کلوین ابر خنک کننده نیاز است. با توجه به اینکه رسانایی هسته دلالت بر سرد شدن آن با سرعت ۱۰۰-200K در هر میلیارد سال دارد، این یک چالش مهم است. این سطح از ابرسرد شدن به این معنی است که هسته در تمام طول تاریخ خود (۱۰۰۰ تا ۵۰۰ میلیون سال قدمت) باید زیر نقطه ذوب خود قرار داشته باشد که عوارض بیشتری را به همراه دارد.

از آنجایی که ما نمی توانیم به طور فیزیکی به هسته دسترسی داشته باشیم – انسان ها تنها ۱۲ کیلومتر در زمین حفاری کرده اند – ما تقریباً به طور کامل به زلزله شناسی برای درک فضای داخلی سیاره خود متکی هستیم. هسته داخلی در سال ۱۹۳۶ کشف شد و اندازه آن (حدود ۲۰ درصد شعاع زمین) یکی از بهترین ویژگی های محدود شده اعماق زمین است. ما از این اطلاعات برای تخمین دمای هسته استفاده می کنیم، با این فرض که مرز بین جامد و مایع نشان دهنده تقاطع نقطه ذوب و دمای هسته است.

این فرض همچنین به ما کمک می‌کند تا حداکثر میزان ابرسرد شدن را که می‌توانسته پیش از تشکیل هسته داخلی از یک هسته ترکیبی داخلی و خارجی رخ دهد، تخمین بزنیم. اگر هسته نسبتاً اخیراً منجمد شده باشد، وضعیت حرارتی فعلی در مرز هسته داخلی و هسته خارجی نشان می‌دهد که هسته ترکیبی ممکن است در زمانی که هسته داخلی برای اولین بار شروع به یخ زدن کرد، چقدر زیر نقطه ذوب خود قرار داشته باشد. این به ما نشان می‌دهد که حداکثر، هسته می‌توانست تا حدود 400K فوق خنک شود.

این حداقل دو برابر چیزی است که زلزله شناسی اجازه می دهد. اگر هسته قبل از انجماد 1000K فوق سرد شده باشد، هسته داخلی باید بسیار بزرگتر از آنچه مشاهده می شود باشد. متناوبا، اگر 1000K برای انجماد ضروری است و هرگز به دست نیامده است، هسته داخلی اصلاً نباید وجود داشته باشد. واضح است که هیچ کدام از این دو سناریو دقیق نیستند، پس توضیح چه می تواند باشد؟

فیزیکدانان معدنی آهن خالص و سایر مخلوط‌ها را آزمایش کرده‌اند تا تعیین کنند که برای شروع تشکیل هسته داخلی چقدر به ابرسرد کردن نیاز است. در حالی که این مطالعات هنوز پاسخ قطعی ارائه نکرده اند، پیشرفت های امیدوارکننده ای وجود دارد.

به عنوان مثال، ما آموخته‌ایم که ساختارهای کریستالی غیرمنتظره و وجود کربن ممکن است بر ابرسرد شدن تأثیر بگذارد. این یافته‌ها نشان می‌دهد که شیمی یا ساختار خاصی که قبلاً در نظر گرفته نشده بود، ممکن است به چنین ابرسرد کردن بی‌دلیل بزرگی نیاز نداشته باشد. اگر هسته می تواند در کمتر از 400K فوق خنک کننده منجمد شود، می تواند وجود هسته داخلی را همانطور که امروز می بینیم توضیح دهد.

پیامدهای عدم درک شکل گیری هسته درونی بسیار گسترده است. تخمین های قبلی از سن هسته داخلی بین محدوده ای از 500 تا ۱۰۰۰ میلیون سال است. اما اینها مسئله فوق خنک کننده را به حساب نمی آورند. حتی یک ابر خنک کننده متوسط ​​100K می تواند به این معنی باشد که هسته داخلی چند صد میلیون سال جوانتر از آنچه قبلا تصور می شد است.

درک امضای تشکیل هسته داخلی در رکورد سنگ های دیرینه مغناطیسی – آرشیو میدان مغناطیسی زمین – برای کسانی که تاثیر تابش خورشید بر انقراض های دسته جمعی را مطالعه می کنند بسیار مهم است.

تا زمانی که تاریخ میدان مغناطیسی را بهتر درک نکنیم، نمی‌توانیم نقش آن را در پیدایش شرایط و حیات قابل سکونت به طور کامل تعیین کنیم.

برچسب ها:زمین
منابع:livescience
این مقاله را به اشتراک بگذارید
Facebook Twitter Telegram
مونا علی اکبرخان افجه
توسط مونا علی اکبرخان افجه
دانشجوی دکتری ژئوفیزیک گرایش لرزه شناسی هستم. ژئوفیزیک به بررسی ابعاد زمین و اتفاقاتی مانند زلزله و لرزه هایی که توسط فعالیت انسان به‌وجود می‌آید، می پردازد. فعالیت در حوزه زمین و فضا از علاقه مندی ام است.
نظر بدهید

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

جدیدترین مطالب

شگفتی آسمان: ثبت تصویری ستاره‌ای که دو بار منفجر شد
شگفتی آسمان: ثبت تصویری ستاره‌ای که دو بار منفجر شد
۱۳ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۳:۰۰
ابرهای تندرو، جان تازه‌ای به ستاره‌زایی در کهکشان‌های خاموش می‌دهند
ابرهای تندرو، جان تازه‌ای به ستاره‌زایی در کهکشان‌های خاموش می‌دهند
۱۳ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۲:۰۰
اگر انرژی تاریک کمتر شود، آیا پایان جهان به سبک فروپاشی بزرگ رقم می‌خورد؟
اگر انرژی تاریک کمتر شود، آیا پایان جهان به سبک فروپاشی بزرگ رقم می‌خورد؟
۱۳ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
یادگیری ماشین، شبیه‌سازی کیهان را شگفت‌انگیز انجام می‌دهد
یادگیری ماشین، شبیه‌سازی کیهان را شگفت‌انگیز انجام می‌دهد
۱۳ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
معمایی که مدت‌ها ذهن اخترشناسان را مشغول کرده بود، شاید اکنون حل شده باشد!
معمایی که مدت‌ها ذهن اخترشناسان را مشغول کرده بود، شاید اکنون حل شده باشد!
۱۲ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۳:۰۰

جدیدترین های تکنوتا

جزئیاتی تازه از گوشی وان پلاس 15T منتشر شد
۱۳ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۷:۳۰
جزئیاتی تازه از گوشی وان پلاس 15T منتشر شد
شیائومی 15T پرو بزودی در بازار جهانی عرضه می شود
۱۳ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۷:۱۱
شیائومی 15T پرو بزودی در بازار جهانی عرضه می شود
استاندارد شارژ گلکسی زد فولد ۷ سامسونگ مشخص شد
۱۳ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۴:۰۰
استاندارد شارژ گلکسی زد فولد ۷ سامسونگ مشخص شد

پربازدیدترین ها

دانشمندان: بخش‌هایی از آمریکای شمالی در حال ناپدید شدن در گوشته زمین‌اند
زمین‌لرزه‌ها
دانشمندان: بخش‌هایی از آمریکای شمالی در حال ناپدید شدن در گوشته زمین‌اند
۱۸ فروردین ۱۴۰۴ ساعت ۱۲:۰۰
ملودی‌های کیهانی؛ ستاره‌ها چگونه از طریق "آهنگ‌هایشان" داستان خود را روایت می‌کنند؟
زمین‌لرزه‌ها
ملودی‌های کیهانی؛ ستاره‌ها چگونه از طریق “آهنگ‌هایشان” داستان خود را روایت می‌کنند؟
۱۴ فروردین ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
آیا خورشید باعث زلزله می‌شود؟ دانشمندان پاسخ را پیدا کردند!
زمین‌لرزه‌ها
آیا خورشید باعث زلزله می‌شود؟ دانشمندان پاسخ را پیدا کردند!
۱۵ اسفند ۱۴۰۳ ساعت ۱۰:۰۰
هزاران زمین‌لرزه در سانتورینی: وضعیت اضطراری اعلام شد
زمین‌لرزه‌ها
هزاران زمین‌لرزه در سانتورینی: وضعیت اضطراری اعلام شد
۲۲ بهمن ۱۴۰۳ ساعت ۱۰:۰۰
اسپیس نوتا
دسترسی سریع
  • درباره ما
  • تماس با ما
  • تبلیغات
  • لیست بعدا می خوانم
معرفی کوتاه

اسپیس نوتا منبع جامع اخبار و رویدادهای فضایی است که توسط نویسندگان متخصص در این زمینه تهیه می‌شود.

خانواده ما
اسپیس نوتا
تکنوتا
© 1403 کپی مطالب اسپیس نوتا تنها با لینک دادن به سایت امکان‌پذیر است.
  • نقشه سایت
  • تبلیغات