Вопрос на засыпку: почему сверхгорячее ядро Земли сохраняет твёрдость

Любопытный факт про ядро Земли — оно состоит из железо-никелевого сплава, чуть горячее Солнца и очень твердое. К составу и высокой температуре ни у кого вопросов не возникнет, но может показаться странным, что настолько накаленная структура не расплавлена.
Несмотря на то, что ядро находится на глубине 2900 километров и никто до сих пор не смог до него добраться и взять образцы, ученые хорошо знают о его составе и других особенностях. Следовательно, они могут дать подробный ответ на вопрос, почему в глубинах нашей планеты сплав железа и никеля не плавится. На самом деле все предельно просто — узнав причины, многие из вас удивятся, как не догадались об этом сами.

Ученые никогда не достанут образцы ядра Земли, но даже без этого знают о нем много чего интересного

Из каких слоев состоит Земля

Со школьных времен мы знаем, что планета Земля состоит из трех основных слоев: коры, мантии и ядра. Толщина земной коры везде разная — в горных местностях она достигает 100 километров, а на дне океанов составляет около 6-7 километров. Сразу же под земной корой располагается мантия толщиной 2 900 километров, и этот слой настолько огромен, что на него приходится 83% общего объема Земли и почти 70% его массы. Далее следует ядро, которое делится на две части: внешнее диаметром 2200 километров и внутреннее диаметром 1300 километров. Внешнее ядро жидкое, а вот внутреннее — твердое, и именно оно интересует нас в размах этой статьи.


Строение Земли уже давно известно ученым — никаких рептилоидов под нами нет

Откуда ученые знают структуру Земли

За все время существования науки, ученым удавалось добыть только образцы земной коры. На протяжении десятков лет самой глубокой дырой на нашей планете считается Кольская сверхглубокая скважина глубиной 12 000 метров. Она до сих пор сохраняет свой статус, однако в 2023 году на Земле появилось отверстие, через которое ученым удалось приблизиться к мантии и взять его образцы для изучения.


Скважина до мантии Земли была пробурена в массиве Атлантиды

Люди с трудом пробурили скважину глубиной 1000 метров, поэтому о преодолении мантии толщиной в несколько тысяч километров не приходится даже мечтать. Но, несмотря на это, ученые хорошо знают, что происходит в глубинах Земли — они даже могут подробно рассказать, из чего состоит земное ядро. Это возможно благодаря изучению сейсмических волн, которые исходят от происходящих в глубинах планеты землетрясений. В каждом слое скорость распространения этих волн различается в зависимости от структуры и состава.

Почему ядро Земли твердое

Путем долгих расчетов, ученым удалось узнать, что температура внутреннего ядра Земли составляет 5 700-6 200 Кельвинов. По данным издания IFL Science, это цифра совпадает со средней температурой поверхности Солнца и даже в некоторой мере ее превышает. Большая часть Солнца имеет температуру 5 772 Кельвинов, однако на ней имеются темные пятна — области, где температура плазмы меньше обычного и равна примерно 4 000 Кельвинам.
Если учесть, что внутреннее ядро Земли состоит из сплава железа и никеля, странно, что центральная часть нашей планеты пребывает в твердом состоянии. Ведь железо и никель плавятся уже при температуре около 1500 градусов Цельсия, из-за чего ядро по идее должно быть жидким.



Ядро Земли горячее, чем пятна на Солнце

На самом деле, твердое состояние ядра Земли объясняется очень просто. Причина заключается в том, что центральная часть планеты подвергается огромному давлению со стороны внешнего ядра, мантии и земной коры. Давление на границе внутреннего ядра составляет около 350 гигапаскалей, что в 3 миллиона раз больше атмосферного давления на уровне моря. Создаваемое высокое давление удерживает атомы в структуре кристаллической решетки, делая железо-никелевый сплав твердым.
Впервые о существовании ядра Земли люди узнали в 1897 году, благодаря трудам немецкого физика Эмиля Вихерта. Во второй половине 20 века обнаружилось, что твердое ядро не стоит на месте а вращается, причем независимо от направления вращения самой Земли. Недавно китайские исследователи изучили сейсмическую активность планет и выдвинули гипотезу о том, что в 2009 году ядро остановилось и сейчас вращается в обратную сторону. И это изменение отражается на том, что на данный момент происходит на поверхности.