Солнце и Земля. Что происходит с ядром Земли?

Статья вторая. Что  происходит с ядром Земли?

(продолжение)

Статья первая. Солнце и Земля. В начале было газопылевое облако…

https://www.sologubovskiy.ru/articles/8804/

Земное ядро остывает медленно.   Оно частично поддерживает температуру за счет реакции радиоактивных элементов. Температура центра Земли   равна 6 000 градусам, и за миллиард лет уменьшается на сотню градусов.

  Ядро Земли остынет через 60 млрд лет.

К этому времени Солнце уже давно перестанет светить.

Предлагаю вашему  вниманию сокращенное  изложение  статьи,    опубликованной в 184-м номере журнала The Universe Space Tech (2023 год).
Ее автор — Татьяна Кошлякова, кандидат геологических наук.

Мы не всегда задумываемся над тем, какие мощные процессы перманентно происходят глубоко в недрах Земли.

Планета Земля является уникальным космическим телом, поскольку имеет магнитное поле и атмосферу, обеспечивающие необходимые условия для существования жизни.  

Нашу планету окружает магнитное поле, существующее с момента ее формирования. Оно возникает благодаря вращению раскаленного внешнего ядра.

Все, что находится на Земле, подвержено влиянию его   силовых линий. В первом приближении магнитное (геомагнитное) поле — это диполь, полюса которого расположены рядом с полюсами планеты. Оно представляет собой разновидность электромагнитного поля, создаваемого подвижными электрическими зарядами либо токами, и формирует магнитосферу, отклоняющую частицы солнечного ветра. Эти частицы накапливаются в радиационных поясах Ван Аллена — двух тороидальных областях вокруг Земли. Вблизи магнитных поясов эти частицы могут «залетать» в атмосферу и вызвать появление полярных сияний.

По современным представлениям, возникновение геомагнитного поля произошло примерно 4,2 млрд лет назад (возраст Земли составляет более 4,55 млрд лет) и было обусловлено источниками, находящимися в жидком внешнем ядре внутри земного шара (более чем на 90%), а также в околоземном пространстве (магнитосфере и ионосфере). Ученые считают, что формирование электромагнитного поля планеты напрямую зависит от температуры ее ядра.

Ядро Земли разогрето примерно до 6000°C (как поверхность Солнца).

Как сформировалось земное ядро?

Согласно одной из гипотез, Солнечная система около 4,5 млрд лет назад состояла из облака газов и холодных пылевых частиц. На определенном этапе они начали коллапсировать, гравитация объединила их, образовав огромный вращающийся диск. Его центр превратился в Солнце, а материя в его внешних областях — в большие огненные шары из газа и расплавленной материи, которые постепенно охлаждались и конденсировались.

В то же время поверхности новообразованных планет подвергались постоянной бомбардировке крупными астероидоподобными телами, выделявшими при столкновениях огромное количество тепла и расплавлявшими космическую пыль.

  Когда Земля   сформировалась, она представляла собой однородный шар из раскаленной породы. Радиоактивный распад поддерживал высокую температуру.   Через 500 млн лет планета нагрелась до точки плавления железа — 1538°С. Относительно легкоплавкие и летучие материалы — такие, как силикаты, вода, воздух — оставались в пределах внешней части Земли, образовав раннюю мантию и кору Земли. Капельки железа, никеля и других тяжелых металлов тяготели к центру, формируя раннее ядро. Этот процесс получил название «гравитационная дифференциация».

В начале формирования планеты Земля  ее ядро было полностью расплавленным.  Затем Земля постепенно охлаждается, высвобождая тепло в космос. В процессе застывания образовалось твердое внутреннее ядро, которое продолжает расти в размерах. Однако этот процесс происходит очень медленно (внутреннее ядро увеличивается примерно на 1 мм в год), поскольку между раскаленным ядром и холодной поверхностью Земля имеет очень плотную каменистую мантию, мешающую ей слишком быстро остывать.

Ядро  Земли находится на глубине 2900 км от земной поверхности. Оно имеет форму шара радиусом около 3500 км и состоит из железа с примесями других элементов. Это самая плотная и тяжелая часть Земли (на нее приходится   15% ее объема и 35% массы).

Ядро Земли  имеет два слоя — твердый внутренний слой радиусом почти 1300 км и жидкий наружный слой примерно 2200 км.

Внутреннее ядро Земли  словно «плавает» во внешнем жидком слое.

  Наука знает про ядро Земли намного меньше, чем про далекие звезды. Ведь проникнуть на такие глубины   с помощью современных методов невозможно. Образцы ядра недоступны, поэтому всю информацию о нем получают косвенными геофизическими и геохимическими методами.

Когда Ядро Земли остынет…

Когда ядро полностью остынет и затвердеет, это будет иметь огромное влияние на всю планету. Ученые считают, что тогда Земля превратится во «второй Марс» почти без атмосферы и магнитного поля. Ее внешний вид кардинально изменится. Не будет больше землетрясений и вулканических извержений, прекратится движение тектонических плит, определяющее рельеф поверхности. Под угрозой окажется жизнь, ведь геомагнитное поле создает в космосе почти непреодолимый барьер, не дающий космическому излучению достигать нашей планеты (радиационные пояса Ван Аллена). Его силовые линии отклоняют и захватывают солнечный ветер, не позволяя ему лишить Землю атмосферы. Без магнитного поля он уничтожит озоновый слой, защищающий жизнь от вредного ультрафиолетового излучения.

Существуют две основные причины, почему земное ядро такое горячее. Первая — тепло сохраняется в нем со времен образования Земли. Вторая — его разогревает распад радиоактивных элементов. Ученые пока точно не знают, в каком именно соотношении находятся между собой эти источники тепла.

Ученые пытаются вычислить, какой запас «радиоактивного топлива» еще присутствует в ядре Земли. Современные гипотезы предполагают, что его может хватить на несколько десятков миллиардов лет.

Термоядерные реакции, благодаря которым светит Солнце, происходят в его ядре при температуре более 10 млн градусов по Цельсию. В них расходуется водород, составляющий большую часть солнечного вещества. Его запасов хватит еще на 5-6 млрд лет, после чего Солнце  погаснет.

   Земное ядро гораздо холоднее — около 6000°C.  Ядро Земли   теряет тепло   медленно,   и этого тепла хватит минимум на миллиард лет существования магнитного поля. Такое замедление процесса охлаждения ядра обусловлено его подогревом вследствие распада радиоактивных элементов.

По одной гипотезе,   к моменту затухания Солнца ядро Земли остынет всего на несколько сотен градусов.  Солнце    остынет позже, чем земное ядро.

https://dzen.ru/a/ZW4wOCCrA0wzxYvs

(продолжение следует)