Колико је заправо вруће у центру Земље и како то знамо

Данас је Земљино језгро и даље невероватно врела и густа сфера дубоко у унутрашњости наше планете. Састоји се од течног спољашњег језгра, које почиње на око 2.900 километара испод Земљине површине и простире се још 2.200 километара. Постоји и чврсто унутрашње језгро, које почиње на дубини од око 5.150 километара, са полупречником од приближно 1.220 километара.

Али колико је заправо вруће Земљино језгро? И како су научници то открили ако не могу да оду толико дубоко испод површине?

Захваљујући комбинацији различитих метода, научници су проценили да је температура Земљиног језгра приближно једнака температури површине Сунца – достиже између око 5.000 до више од 5.500 степени Целзијуса. Та температура односи се на границу између унутрашњег и спољашњег језгра, за коју се сматра да је најтоплији део.

Међутим, ова температура није директно измерена. Она је изведена на основу експеримената и теорија које научници имају о саставу језгра.

Центар Земље састоји се углавном од гвожђа – око 85 одсто – помешаног са никлом и другим лакшим елементима. Тај материјал је у течном стању у спољашњем језгру, а у чврстом унутрашњем језгру. Научници су до ових сазнања дошли комбиновањем лабораторијских мерења легура гвожђа под високим притисцима, анализом састава метеорита и проучавањем начина на који се сеизмички таласи савијају или нестају док путују кроз унутрашњост планете.

Пошто је Земљино спољашње језгро углавном сачињено од течног гвожђа, температуре у том делу морају бити више од тачке топљења гвожђа. На површини планете, тачка топљења чистог гвожђа износи 1.538 степени Целзијуса. Али та вредност не узима у обзир „огромне притиске“ дубоке унутрашњости, објаснио је за Лајв сајенс, Квентин Вилијамс, физичар минерала са Универзитета Калифорније у Санта Крузу. Повећани притисци подижу тачку топљења гвожђа и већине других супстанци, што објашњава зашто је унутрашње језгро веома врело, али ипак остаје чврсто због огромног притиска.

Да би одредили температуру топљења гвожђа под астрономским притисцима, научници су спровели бројне експерименте који симулирају такве услове. У неким истраживањима, комад гвожђа био је притиснут између два зашиљена дијаманта (такозване ћелије са дијамантским наковњем) како би се створили високи притисци, док је ласер истовремено загревао гвожђе на високе температуре. У другим експериментима, делови гвожђа гађани су пројектилима велике брзине или изложени ударним зрацима како би се симулирали огромни притисци.

Резултати тих експеримената затим су пројектовани на услове који владају на граници између унутрашњег и спољашњег језгра, што је довело до процена.

„До извесне мере, све што знамо о Земљином језгру је образована претпоставка“, рекао је Шичун Хуанг, професор геологије на Универзитету Сун Јат-сен у Кини, за Лајв Сајенс. Многи процеси, попут начина на који се унутрашње језгро кристалише у чврсто стање, и даље су мистерија.

Вруће од самог почетка

Сва та топлота указује на јединствену историју наше планете. Када се Земља формирала, различити материјали су се спајали, укључујући и гвожђе које чини језгро. Та „гравитациона потенцијална енергија претворена је у топлоту“, објаснио је Хуанг.

Поред тога, научници сматрају да је током формирања Земље објекат величине Марса ударио у нашу прото-планету и да је тај судар унео огромну количину топлоте у њену унутрашњост. Неки научници такође верују да радиоактивни елементи, попут калијума, уранијума и торијума, доприносе унутрашњој топлоти планете, иако је и даље предмет расправе да ли се ти елементи заиста налазе у дубинама Земље, рекао је Хуанг.

Врело језгро такође доприноси способности Земље да подржава живот. За разлику од других планета, Земљина унутрашњост задржала је велики део своје првобитне, праисконске топлоте.

„Нисмо баш добри у хлађењу планете“, рекао је Вилијамс, мислећи на то да је Земља задржала много топлоте од свог настанка, за разлику од других каменитих планета у нашем Сунчевом систему.

Због тога наша планета има појаве попут тектонских плоча, које померају делове Земљине коре, доносе хранљиве материје на површину и стварају разноврсна станишта у којима живот може да се развија и напредује. Делимично течно гвоздено језгро такође ствара Земљино магнетно поље, које штити планету и живот на њој од опасних соларних ветрова.

„Ако вам је стало до живота, требало би да вас занима унутрашњост Земље“, рекао је Хуанг. Управо ужарено језгро у средишту наше планете омогућава свима нама да данас преживимо тамо где јесмо.