Вообще говоря, все небесные тела имеют ядр
а. Даже астероиды. Астероиды, самые крупные из них типа Весты, Цереры, мень
ше Луны, существенно меньше Луны. И, тем не менее, всё равно они имеют внутр
еннее железное ядро. Когда я говорю «железное», нужно всегда добавлять, ч
то это, во-первых, железоникелевое ядро, потому что все метеориты содержа
т в своём составе никель. Ну, и, кроме того, обязательно должна быть какая-т
о лёгкая примесь элемента типа кислорода или серы. Или похожего на них. Ме
ркурий имеет очень много железа. Средняя плотность Меркурия выше, сущест
венно выше, чем плотность Земли. Луна имеет очень маленькое ядро. Но имеет
. Если Земля, я повторю, имеет радиус ядра 3.5 тысячи километров, то радиус лу
нного ядра на порядок меньше, то есть 300-400 километров. Но всё равно ядро есть
. Но Меркурий не имеет магнитного поля, Марс не имеет магнитного поля, или
точнее говорить Ц имеет очень-очень слабое магнитное поле.
А.Г. Луна не имеет магнитного поля.
О.К. Не имеет Ц что, вообще говоря, интересно. Спутник Юпитера
Ганимед, который в течение нескольких лет изучался миссией Галилео, при
очень маленькой средней плотности имеет огромное жидкое ядро и обладае
т огромным собственным магнитным моментом. И вообще никому в голову не п
риходило ещё несколько лет назад, что у Ганимеда есть ядро Ц железное яд
ро, железоникелевое ядро. И его стали сравнивать с Землёй. Земля имеет не п
росто ядро. Вот оно, внешнее ядро. И потом внутреннее ядро. И внешнее ядро ж
идкое Ц это доказано методом сейсмологии и лабораторными эксперимент
ами тоже. Почему оно жидкое? Потому что в жидкости модуль сдвига равен нул
ю. В сейсмологии изучаются как продольные волны, так и поперечные. Так вот
, внешнее ядро не пропускает поперечные волны. Значит эта среда жидкая. Та
к же, как жидкая вода тоже не пропускает поперечные волны.
Но чтобы образовалось магнитное поле (хотя это, так сказать, не наша пробл
ема), должно существовать ещё внутреннее ядро. И вот эти стрелочки олицет
воряют собой крупномасштабное движение во внешнем ядре. То, что называет
ся конвекцией.
Внешнее ядро образовалось, вероятно, очень быстро на ранней стадии аккре
ции Земли. И сейчас новейшие изотопные данные по изотопии таких элементо
в, как гафний и вольфрам, говорят, что это было катастрофическое событие, к
оторое потребовало (по геологическим меркам) ничтожного времени Ц 50 мил
лионов лет на фоне 4.5 миллиардов лет. Тогда образовалось ядро как таковое.
Может быть, оно сразу уже было жидким. Потому что температура плавления ж
елеза с примесями меньше, чем температура плавления силикатов.
А вот внутреннего ядра, может быть, и не было с самого начала. Земля немнож
ечко охлаждалась, поскольку всегда идёт вынос энергии. Хотя Земля Ц это
термостат, но поскольку существует конвекция (это очень эффективный спо
соб теплопередачи, отвода тепла), то жидкое ядро стало охлаждаться и кака
я-то часть его стала кристаллизоваться. И за значительно более длительн
ый период времени стало образовываться твёрдое ядро. Сейчас оно имеет ра
змеры весьма приличные Ц это тысяча с небольшим километров. Это твёрдое
ядро тоже не чисто железоникелевое. Там 2-3 процента каких-то дополнитель
ных элемента, вот опять же типа серы.
И твёрдое ядро кристаллизуется и увеличивается в размерах, а жидкое ядро
немножко уменьшается в размерах. Но на границе между этим овалом, где нап
исано «внешнее ядро» и мантией существует слой. Это так называемый слой
«Д два штриха», с которым связана масса всяких интереснейших идей. Этот с
лой здесь изображён такой достаточно тонкой пунктирной линией, но на сам
ом деле его мощность Ц это несколько сотен километров, 200, может быть, 300 кил
ометров. И он хорошо отбивается сейсмологическими методами, как граница
. Потому что плотность мантийного материала Ц 5.5 граммов на сантиметр куб
ический, а плотность на границе ядра и мантии, плотность ядра Ц 10, больше п
римерно в два раза. Поэтому сейсмология отлично ловит эту границу. И вот н
а этой границе (там изображён гипотетический начальный плюм) отделяется
вещество, которое, возможно, является поставщиком разного рода магматич
еских жидкостей. Правда, вообще очень плохо понятно как? Ведь мощность ма
нтии Ц 2890 километров. Представляете, этот плюм должен пройти такое гиган
тское расстояние. Как? Арнольд Арнольдович, к вам вопрос.
А.К. Конечно, представление о существовании плюмов частично б
азируется и на геофизических данных, на изменении физических свойств, и
по сейсмике прослеживается эта струя до существенных глубин. Иногда и до
границы с ядром, но иногда нет. Это чисто динамический процесс, он моделир
уется теоретически. В общем, возможность подъёма горячей струи существу
ет. И потом это выражается в виде вулканической активности, потому что ве
щество плюма плавится, и многие горячие точки на дне океана связаны с так
ими плюмами, по-видимому. Ну, есть и специфика составов магм в этом случае,
больше летучих компонентов в них оказываются. Но надо сказать, что, в обще
м, эта проблема имеет много загадок, конечно, включая и динамику.
Но вот что ещё прямо связанное с ядром я хотел бы обсудить. Как нам быть? Я к
ак раз сейчас хочу это сказать, как нам быть? Дело в том, что есть одна пробл
ема, которая нам не позволяет до конца понять, как формировалось ядро. Это
действительно треть Земли по массе. В чём заключается проблема? Есть эле
менты называемые «сидерафильными элементами», которые любят металл. Ес
ли вы приведёте металл в контакт с силикатом, то они предпочтут идти в мет
алл.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86