Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas Pokalbis. (atsidaro naujame skirtuke) Leidinys prisidėjo prie straipsnio Space.com Ekspertų balsai: Op-Ed & Insights.
Shichun Huang (atsidaro naujame skirtuke)Tenesio universiteto Žemės ir planetų mokslų docentas.
Mūsų Žemė struktūra yra tarsi svogūnas – tai vienas sluoksnis po kito.
Pradedant nuo viršaus į apačią, yra pluta, apimanti paviršių, kuriuo vaikštote; tada toliau žemyn, mantija, daugiausia kieta uola; tada dar giliau – išorinė šerdis, pagaminta iš skystos geležies; ir galiausiai vidinė šerdis, pagaminta iš vientisos geležies, kurios spindulys yra 70 % Mėnulis‘s. Kuo giliau nardote, tuo karščiau darosi – dalys šerdies yra tokios pat karštos, kaip ir jos paviršius saulė.
Susijęs: Žemės sluoksniai: tyrinėkite mūsų planetą viduje ir išorėje
Kelionė į Žemės centrą
Kaip Žemės ir planetos mokslų profesorius (atsidaro naujame skirtuke), aš tyrinėju mūsų pasaulio vidų. Kaip ir gydytojas gali naudoti techniką, vadinamą sonografija (atsidaro naujame skirtuke) Norėdami ultragarso bangomis nufotografuoti jūsų kūno viduje esančias struktūras, mokslininkai naudoja panašią techniką, kad atvaizduotų Žemės vidines struktūras. Tačiau vietoj ultragarso geomokslininkai naudoja seismines bangas – garso bangas, kurias sukuria žemės drebėjimų.
Žemės paviršiuje, žinoma, matote nešvarumus, smėlį, žolę ir grindinį. Seisminės vibracijos atskleidžia, kas yra žemiau (atsidaro naujame skirtuke): akmenys, dideli ir maži. Visa tai yra plutos dalis, kuri gali nusileisti net 20 mylių (30 kilometrų); jis plūduriuoja ant sluoksnio, vadinamo mantija.
Viršutinė mantijos dalis paprastai juda kartu su pluta. Kartu jie vadinami litosfera (atsidaro naujame skirtuke)kurio storis vidutiniškai yra apie 60 mylių (100 kilometrų), nors kai kuriose vietose gali būti ir storesnis.
Litosfera yra padalinta į keletą dideli blokai, vadinami plokštėmis (atsidaro naujame skirtuke). Pavyzdžiui, Ramiojo vandenyno plokštė yra po visu Ramiuoju vandenynu, o Šiaurės Amerikos plokštė apima didžiąją dalį Šiaurės Amerikos. Plokštės yra tarsi dėlionės detalės, kurios maždaug sutampa ir dengia Žemės paviršių.
Plokštės nėra statinės; vietoj to jie juda. Kartais tai yra mažiausia colių dalis per metus. Kitais atvejais judėjimas yra didesnis ir staigesnis. Toks judėjimas sukelia žemės drebėjimus ir ugnikalnių išsiveržimus.
Be to, plokštelių judėjimas yra svarbus ir tikriausiai esminis veiksnys, skatinantis evoliuciją gyvybė Žemėjenes judančios plokštės keičia aplinką ir priversti gyvenimą prisitaikyti prie naujų sąlygų (atsidaro naujame skirtuke).
Šiluma įjungta
Plokštės judėjimas reikia karštos mantijos. Ir iš tiesų, einant gilyn į Žemę, temperatūra kyla.
Plokštelių apačioje, maždaug 60 mylių (100 kilometrų) gylyje, temperatūra yra apie 2400 laipsnių pagal Farenheitą (1300 laipsnių Celsijaus).
Kai pasieksite ribą tarp mantijos ir išorinės šerdies, kuri yra 1800 mylių (2900 kilometrų) žemyn, temperatūra yra beveik 5000 F (2700 C).
Tada, ties išorinio ir vidinio šerdies riba, temperatūra padvigubėja iki beveik 10 800 F (daugiau nei 6 000 C). Štai ta dalis karšta kaip saulės paviršius. Tokioje temperatūroje praktiškai viskas – metalai, deimantai, žmonės – išgaruoja į dujas. Tačiau kadangi šerdyje yra toks didelis slėgis giliai planetoje, geležis, iš kurios ji susideda, išlieka skysta arba kieta.
Susidūrimai kosmose
Iš kur ta šiluma?
Tai ne nuo saulės. Nors ji šildo mus ir visus augalus bei gyvūnus Žemės paviršiuje, saulės šviesa negali prasiskverbti per mylias nuo planetos vidaus.
Vietoj to, yra du šaltiniai. Vienas iš jų yra šiluma, kurią Žemė paveldėjo formuodamasi prieš 4,5 milijardo metų. Žemė buvo sukurta nuo saulės ūko (atsidaro naujame skirtuke)milžiniškas dujinis debesis, besibaigiančio susidūrimo ir susiliejimo tarp uolienų ir nuolaužų, vadinamų planetezimaliai. Šis procesas truko dešimtis milijonų metų.
Per tuos susidūrimus buvo sukurtas didžiulis šilumos kiekis, kurio pakako, kad ištirptų visa Žemė. Nors dalis tos šilumos buvo prarasta erdvėje, likusi dalis buvo užrakinta Žemės viduje, kur didelė jos dalis išliko ir šiandien.
Kitas šilumos šaltinis: radioaktyviųjų izotopų, pasklidusių visur Žemėje, skilimas.
Norėdami tai suprasti, pirmiausia įsivaizduokite elementą kaip šeima, kurios nariai yra izotopai (atsidaro naujame skirtuke). Kiekvienas tam tikro elemento atomas turi tą patį protonų skaičių, tačiau skirtingi izotopų pusbroliai turi skirtingą skaičių neutronų.
Radioaktyvieji izotopai (atsidaro naujame skirtuke) nėra stabilūs. Jie išskiria nuolatinį energijos srautą, kuris virsta šiluma. Kalis-40, toris-232, uranas-235 ir uranas-238 yra keturi radioaktyvūs izotopai, palaikantys karštą Žemės vidų.
Kai kurie iš šių vardų jums gali atrodyti pažįstami. Pavyzdžiui, uranas-235 naudojamas kaip kuras atominės elektrinės. Žemei negresia pavojus, kad šie šilumos šaltiniai pritrūks: nors dauguma pradinio urano-235 ir kalio-40 nebėrayra pakankamai torio-232 ir urano-238, kad pakaktų dar milijardams metų.
Kartu su karštąja šerdimi ir mantija šie energiją išskiriantys izotopai suteikia šilumą, kuri skatina plokštelių judėjimą.
Jokio karščio, jokios plokštelės judėjimo, jokios gyvybės
Net ir dabar judančios plokštės nuolat keičia Žemės paviršių, nuolat kuria naujų žemių ir naujų vandenynų per milijonus ir milijardus metų (atsidaro naujame skirtuke). Plokštės taip pat veikia atmosferą panašiai ilgą laiką.
Tačiau be Žemės vidinės šilumos plokštės nebūtų pajudėjusios. Žemė būtų atvėsusi. Mūsų pasaulis greičiausiai būtų buvęs negyvenamas. Tavęs čia nebūtų.
Pagalvokite apie tai, kai kitą kartą pajusite Žemę po kojomis.
Šis straipsnis perspausdintas iš Pokalbis (atsidaro naujame skirtuke) pagal Creative Commons licenciją. Skaityti originalus straipsnis (atsidaro naujame skirtuke).
Stebėkite visas „Expert Voices“ problemas ir diskusijas – ir tapkite diskusijos dalimi – „Facebook“ ir „Twitter“. Išsakomos nuomonės yra autoriaus ir nebūtinai atspindi leidėjo požiūrį.