Ournանապարհորդություն դեպի Երկրի կենտրոն, դեպի մի տիեզերքից ավելի հեռու գտնվող վայր

Պատկեր վարկեր. Tohoku համալսարան

«Արևի մակերևույթի ջերմաստիճանը կազմում է մոտ 5778 Կելվին»

Մոռացեք տիեզերքի եզրին շահարկումների մասին: Երբևէ մտածե՞լ եք, թե ինչն է մոլորակի կենտրոնում, որի վրա դուք անցկացրել եք ձեր կյանքի ամբողջությունը: Եթե ​​դուք Սքոթ Քելլիի նման մի անձնավորություն եք, ով կարծում է. «Դե, ես ամբողջ ժամանակ տեխնիկապես չեմ անցկացրել այստեղ», ուրեմն այստեղ կա մի արագ հարց. Ո՞րն է ավելի բարդ: Մտա՞ք արտաքին տարածություն, թե՞ հասնում եք Երկրի կենտրոն: Որքա՞ն գիտենք մեր տիեզերքի միակ հայտնի աստղադիտարանը այն տունը, որը մենք անվանում ենք տուն:

Ֆիլմի պաստառ. Jանապարհորդություն դեպի Երկրի կենտրոն

Երկրի կենտրոնի լուրերն ու առասպելները հնուց ի վեր քննարկումների առարկա են դարձել գեղարվեստական, գիտական ​​և այլ երկրներից: Եկեք վերադառնանք 1692 թ. Ուղղակի 10 տարի անց անցավ գիշերային երկնքում մի խորհրդավոր չբացահայտված գիսաստղը: Աստղագետ Էդմոնդ Հալլին դեռ չի պարզել այս գիսաստղի հետ կապված օրինաչափությունները: Դրանից շատ առաջ նա առաջարկեց, որ «Երկիրը խոռոչ է»: Իրականում տարիներ շարունակ շատ են եղել, ովքեր հավատացել են խոռոչ երկրին, որը նման է հարթ Եթերների: Նման հայեցակարգը հետազոտվել է գիտական ​​ֆանտաստիկայում, ինչպես Ժյուլ Վերնիի գրած 1864-ի վեպը, որի վերնագիրն էլ հավանաբար լսել եք: (Դու դրա համար չե՞ք սեղմել դա:) Զարմանալի է, որ կա նույնիսկ այս հայցին նվիրված կայք, https://www.ourhollowearth.com/

Այսօր մենք հաստատ գիտենք, որ Երկիրը խոռոչ չէ: Ներսում ինչ-որ բան կա, մի տեղ, որտեղ դեռ ոչ ոք չի հասել: Եկեք խորքային փորումներ անենք ՝ պարզելու, թե որն է դա:

Տեխնիկապես մենք չենք պատրաստվում անել այն, ինչ արեց Էլոն Մուսկը, բայց եկեք խորը փորենք մեր ունեցած մինչ այժմ ստացված տեղեկատվության մեջ: Թույլ տվեք ձեզ փոխարեն տալ «հետաքրքիր ընկերություն», եթե կարդում եք այս խրված խցանումները կամ սպասում ինչ-որ բանի կամ ինչ-որ մեկին:

Խորությունների մեջ

Challenger Deep- ի գտնվելու վայրը

Եկեք սկսենք մեր ճանապարհորդությունը Երկրի մակերևույթի ամենախորը վայրում ՝ Խաղաղ օվկիանոսի Մարիանայի խրամատ: Զարմանալի է, որ նույնիսկ այս խրամատում մարդկությունը հասել է ամենախորը կետին, որը կոչվում է «Challenger Deep», որը գտնվում է մակերևույթից շուրջ 10900 մ խորության վրա: Գրեթե 1100 անգամ ավելի ճնշմամբ, քան ծովի մակարդակից, մի մութ վայրում, որտեղ նույնիսկ արևի լույսը չի կարող հասնել, գիտնականները զարմանալիորեն պարզել են օվկիանոսների ծայրամասում գտնվող կյանքը:

Բայց ես ստիպված կլինեմ վերաձևակերպել իմ ավելի վաղ նախադասությունը: «Challenger Deep» - ը Երկրի վրա ամենախորը կետն չէ, ինչպես կարող էին հավատալ շատերը:

Սա մեզ բերում է Ռուսաստանում մարդկանց փորված անցքի, որը խորանում է: Երբեք չեմ լսել դրա մասին? Այն անցնում է «Kola Super Deep Borehole» անունով: Մարդիկ բառացիորեն այն փորել են 19 տարվա ընթացքում ՝ մինչև 12262 մ խորություն, այն դարձնում է Երկրի ամենախորը կետը մինչ օրս: Դրանք չէին կարող փորել ավելի պարզ, որովհետև պայմանները չափազանց խիստ էին, քանի որ ներքևի ջերմաստիճանը հասնում էր մոտ 180 աստիճանի ջերմաստիճանի: Դա շատ շոգ է: Մի բան հաստատ է, քանի որ խորանում ենք, ջերմաստիճանն աճում է:

Այսպիսով, ձախից նկարում կարող եք տեսնել մի փոքր կնքված շրջանակ: Կհավատայի՞ք ինձ, եթե ես ասեի, որ այն բացվում է Երկրի վրա 12+ կիլոմետր անցքով: Ինչ եք նայում, իրականում Kola Super Deep Borehole- ն է, որը փակվել է 2012-ի օգոստոսին: Եթե մտածում եք, թե որքան խորն է դա, ապա դա ընդամենը կենտրոնից հեռավորության 0,192% -ի մասին է: Դա այն առավելագույնն է, ով նվաճեց Լուսինը, կարող էր հասնել այստեղ Երկրի վրա: Այդ մակարդակից ցածր ամեն ինչ բացատրվում է միայն տարբեր տեսությունների և վարկածների միջոցով, որոնք հիմնված են մեզ հասանելի գիտական ​​տվյալների վրա:

Հասնելով ստորգետնյա օվկիանոսին

Եթե ​​մենք շարունակեինք փորել, մենք տեխնիկապես կավարտեինք հսկայական ստորգետնյա օվկիանոս, որն ունի 3 անգամ ավելի ջուր, քան միասին մակերևույթի բոլոր օվկիանոսների ամբողջ ջուրը: Վստահեք ինձ, սա ոչ մի գիտական ​​ֆանտաստիկայի վեպից չի վերցված:

Ինչպե՞ս գիտենք դա: Մինչև պատասխանը պարզեմ, մի հարց: Ըստ ձեզ, որտեղից է եկել մեր մոլորակի ամբողջ ջուրը:

Հյուսիսարևմտյան համալսարանի և Մեքսիկայի համալսարանի անցկացրած հետազոտությունները ցույց են տալիս ստորերկրյա ջրային աղբյուրի 660 կմ խորության վրա հիմնավորված ապացույցներ: Cath Levett- ի ​​այս գեղեցիկ տեղեկատվական գրաֆիկը նույնն է ցույց տալիս:

Ռինգվուդիտի առկայությունը այս հանելուկի բանալին է: Այս նյութը ձևավորվում է միայն բարձր ճնշման և կոշտ պայմաններում խորը տակ և կռահել, թե դրա մեջ ջուր կա, ինչպես հիդրոքսիլ իոնները:

Մենք գտնվում ենք ծովի մակարդակից 660 կմ հեռավորության վրա և ճանապարհը դեռ 5711 կմ ունի: Դեռ դպրոցում մենք կիմանայինք, որ Երկիրը ունի ընդերք, թիկնոց և միջուկ: բայց դա այն ամենը չէ, ինչ կա այնտեղ: Եթե ​​դուք դեռ դա չէիք գիտակցել, մենք արդեն ներքևում ենք մանթակի ներսից, որը գերազանցել է Մոհորովիչի անփոփոխությունը: (Կրճատվելով որպես Moho (գոնե այժմ ես կարող եմ բառ հանել), սա նշում է անցումը կեղևից դեպի թիկնոց և գոյություն ունի մոտավորապես 7-35 կմ խորության վրա)

Մանթլա. Տեղ, որը կազմում է Երկրի ծավալի 84% -ը

Մանթաշը բաժանված է 4 տարբեր շերտերի;

  1. Վերին թիկնոց, որն իր մեջ ներառում է Լիտոսոսֆեր և Աստենոսֆերա
  2. Անցումային գոտի (660 կմ նշան, որտեղ նախատեսվում է գոյություն ունենալ ստորգետնյա ջրային պաշարները)
  3. Ստորին թիկնոց (մինչև 2891 կմ խորությամբ)
  4. Առեղծվածային միջքաղաքային սահմանը

Ստորին թիկնոցի վերջում մենք բախվում ենք միանգամայն անհանգստացնող մի բանի: Առաջ գնալուց առաջ մի քանի բան ասեմ.

Հնարավոր է, որ նախկինում լսել եք Քսենոմորֆի մասին, բայց երբևէ հանդիպե՞լ եք այլատյացության: Պարզ իմաստով, դա մեկ այլ ժայռի ներսում ժայռի տարբեր տեսակ է: Այս հատուկ ժայռերը մեզ պատկերացում են տալիս մանթի կառուցվածքի մասին: Ավելի քան հաճախ, ժայռերում հայտնաբերված այս մատչելի քսենոլիտները ծագում են Երկրի խորքից և այն հասցնում մակերեսին: Վերլուծելով դրանց կազմը, մենք կարող ենք հասկանալ պայմանները, որոնք առկա են ստորև:

Որոշ սեյսմիկ վերլուծություն

Ստորին մանոտի ստորին մասում մենք հասնում ենք կորիզ-մանթակի սահմանին (2981 կմ): Հատկությունն այն է, որ այն հանդես է գալիս որպես ամուր թիկնոցի և հեղուկ արտաքին միջուկի միջև սահման: Կրկնում եմ, արտաքին միջուկը հեղուկ է:

Ընկղմելով հեղուկ մետաղական արտաքին միջուկը ՝ մոտ 2100 կմ հեռավորության վրա, մենք հասնում ենք մի կետի, որը կոչվում է Գութենբերգի անջատում: Ժամանակն է միացնել գիտնականների ռեժիմը: Այս ամենի նշանակությունը հասկանալու համար մենք նախ պետք է իմանանք սեյսմիկ ալիքների մասին, մարմնի ալիքները հատուկ լինեն:

Սեյսմիկ ալիքները պարզապես «էներգիայի» ալիք են և կարող են լայնորեն դասակարգվել որպես մակերևութային ալիքների (նրանք, ովքեր ճանապարհորդում են Երկրի մակերևույթին) և մարմնի ալիքները (նրանք, որոնք շրջում են Երկրի մակերևույթով):

Մարմնի ալիքները հետագայում դասակարգվում են առաջնային ալիքների (կամ P- ալիքների) և երկրորդական ալիքների (կամ S- ալիքների): Սեյսմաչափը հատուկ զգայուն գործիք է, որը կարող է հայտնաբերել և արձանագրել այդ սեյսմիկ ալիքները: Այս գործիքների կիրառմամբ կարելի է վերլուծել մի քանի բան: Ալիքները առաջանում են Երկրագնդի մակերևույթի տատանումների, ցնցումների կամ որոշ խանգարումների պատճառով: Այժմ մենք գիտենք, որ P- ալիքները բնույթով երկայնական են, այսինքն ՝ ալիքի տարածումը նույն ուղղությամբ է, ինչ միջոցի տեղաշարժը (կամ թրթռումը), որի միջոցով անցնում է: S- ալիքները հայտնաբերվում են լայնակի բնույթով, այսինքն ՝ ալիքի տարածումը ուղղահայաց է միջոցի տեղաշարժման ուղղությամբ: Այսպիսով, լայնակի ալիքները կարող են տարածվել միայն կոշտ միջոցի միջոցով, որը կարող է զսպել ուղղահայաց տեղաշարժերը:

Երկայնական ալիքներԼայնակի ալիքներ (պատկերասրահ. Acs.psu.edu)

Այսպիսով, եզրակացությունը այս ամբողջ վերլուծությանը: Լայնակի ալիքները (ա) S- ալիքները) չեն կարող հեղուկներով անցնել: Բայց սպասեք, արդյո՞ք ես պարզապես նշեցի, որ մեր արտաքին կորիզը հեղուկ է: Գիտնականներն անմիջապես ստացան այս փաստարկը և պարզապես վերլուծելով սեյսմիկ ալիքները ՝ պարզեցին Գութենբերգի անփութության նշանակությունը: Այն, ըստ էության, նշում է այն սահմանը, որտեղ S- ալիքներն ամբողջությամբ անհետանում են (քանի որ նրանք չեն կարող անցնել դրանից այն կողմ), ինչը ցույց է տալիս արտաքին միջուկի հեղուկ հալվածությունը և նաև ցույց է տալիս, որ P- ալիքները նվազում են արագությամբ: Այդպես մենք կարողացանք քարտեզագրել Երկրի ներքին կառուցվածքը այդպիսի մեծ խորություններում:

Վերջնական սահմանին հասնելը. Ներքին միջուկը

Շրջելով արտաքին միջուկից ՝ մենք հասնում ենք Բյուլենի անջատողականություն կոչվող մի վայր, որտեղ ևս մեկ անգամ հանդիպում ենք ուշագրավ տարբերակման ՝ ամուր ներքին միջուկի: Այո՛: Երկրի հենց կենտրոնում ընկած է ամուր մետաղական ներքին կորիզ, որի տրամագիծը կազմում է մոտ 1220 կմ: Այս խորության վրա ճնշումը այնքան հսկայական է, որ միջուկում առկա երկաթն ու նիկելը կարող են գոյություն ունենալ ամուր վիճակում ՝ չնայած բարձր ջերմաստիճանին: Ի՞նչ աստիճանով է ջերմաստիճանը այս պահին:

Դա սպասեք դրան `հսկայական 5700 Kelvin: Այս հոդվածի հենց առաջին տողը, որը, գուցե, կարծես պատահական լինես, այժմ սկսում է որոշակի իմաստավորել (պտտվելով վերև և ստուգել, ​​թե արդյոք կարոտել ես այն:): Ձեր ոտքերի տակ ընկած է տաք դաժան մետաղական գնդակը, որը մրցակցում է Արևի հետ: Որքան սարսափելի է դա: Այս դիտարկումները նաև օգնում են մեզ հասկանալ այն գործընթացը, որով ձևավորվում են մոլորակները:

Բայց սպասեք, մեր ճանապարհորդությունը դեռ ավարտված չէ: Մենք հիմա լավ պատկերացում ունենք այն ամենի մասին, ինչ գոյություն ունի երկրի կենտրոնում, բայց ինչ-որ բան այն վատն է: Առանց միջուկի մասին ոչ մի քննարկում չի ավարտվում, առանց նշելու Երկրի մագնիսական դաշտի մասին: Նախքան դա անելը, խորհելու համար մի քանի հարցեր կան:

Հարցը, թե ինչը կարող է շատ չնչին դիտողություն թվալ, կարող է երբեմն հանգեցնել հեղափոխական բացահայտումների:

Երբևէ մտածե՞լ եք, թե ինչու է Երկիրը պտտվում իր առանցքի շուրջը: Ինչու են մոլորակները պտտվում: Ավելի հետաքրքիր հարց կլինի այն, թե ինչու են բոլոր մոլորակները պտտվում արևմուտքից արևելք իրենց առանցքի նկատմամբ, բայց Վեներան և Ուրանը պտտվում են արևելքից արևմուտք:

Խոսելով ռոտացիայի մասին, ես նշեցի, որ մեր ներքին կորիզը նույնպես, ըստ էության, պտտվում է արևելք-արևմուտք ուղղությամբ, ինչը նույնպես արագ ավելի արագ է, քան Երկրի պտտումը: Նաև արտաքին հեղուկ կորիզը պտտվում է հակառակ ուղղությամբ (արևմուտքից արևելք): Պարզապես մի պահ պատկերացրեք այս պտույտները և որքան բարդ է ամբողջ համակարգը: Այս պտույտները վերագրվում են Երկրի մագնիսական դաշտին:

Որտեղից է գալիս այս մագնիսական դաշտը: Մեր լավագույն տեսությունը հիմքից է, բայց այստեղ կա սխալ ընկալում: Նյութի ծայրահեղ ջեռուցումը կարող է որոշ հետաքրքիր հետևանքներ ունենալ դրա վրա: Ժամանակն է մտցնել մի բան, որը կոչվում է Curie Point, որն ըստ էության առավելագույն ջերմաստիճանն է, մինչև որ որոշակի նյութ կարող է պահպանել իր մշտական ​​մագնիսական հատկությունները: Քուրիի վերևում նյութը կկորցներ իր ողջ մագնիտիզմը: Կուրի երկաթի կետը մոտ 1043 Կելվին է: Հիմնականում ջերմաստիճանը չէ՞ շատ ավելի բարձր:

Պարզ է, որ ամուր ներքին երկաթի միջուկը մագնիսական դաշտի պատճառ չէ: Մագնիսական դաշտի ծագումը բացատրվում է ավելի բարդ դինամիկայի տեսության միջոցով: Այն, ինչ բառացիորեն տեղի է ունենում, կոնվեկցիան է, որին հաջորդում է Ampere- ի օրենքը ՝ գործելով արտաքին հեղուկ միջուկում: Եթե ​​դուք մոռացել եք ավագ դպրոցի ֆիզիկան, ահա արագ վերհանումը. Ընթացիկ հանգույցը կարող է մագնիսական դաշտ առաջացնել, իսկ փոփոխվող մագնիսական դաշտը կարող է դրա դիմաց էլեկտրական հոսանք առաջացնել: Այս դաշտերը լորենցի ուժ են գործադրում լիցքավորված մասնիկների վրա: Թույլ տվեք վերջ տալ այս տեխնիկական ջիբբեր-ջաբին և ուղիղ կետի հասնել:

Երկրի մագնիսական դաշտի համակարգչային մոդելավորում (Պարզապես նայեք, թե որքան բարդ է դա)

Եթե ​​մտածում եք, որ մենք այդ ամենը լավ ենք հասկացել, միանգամայն սխալ եք: Ես պարզապես քերծել եմ սառցաբեկորի ծայրի մակերեսը: Մենք բառացիորեն ոչինչ չգիտենք, բայց ձևացնում ենք, կարծես անում ենք: Այժմ ես պարզապես ռմբակոծելու եմ ձեզ որոշ հետաքրքրաշարժ հարցերի: Գիտե՞ք արդյոք, որ մեր մագնիսական դաշտը փոխում է իր ուղղությունը յուրաքանչյուր մի քանի հարյուր հազար տարում: Մարսն անգամ չունի մագնիսական դաշտ (որքանով մենք գիտենք): Ինչպե՞ս այդ մասին: Գիտե՞ք արևի T Tauri փուլի մասին, որը կարող էր ուժեղ ազդեցություն ունենալ Երկրի մագնիսական դաշտի առաջացման գործում: Քննարկելու շատ բան կա, և եթե շարունակեմ, այս հոդվածը բառացիորեն կդառնա դասագիրք:

Ավելի վաղ մի քանի պարբերություն, երբ ես նշեցի, որ մեր ճանապարհորդությունը դեռ չի ավարտվել, ես իրականում նկատի ունեի մեկ այլ բան, ավելի տարօրինակ մի բան:

Եկեք մուտքագրենք ներքին միջուկը.

Համեմատաբար վերջերս կատարված հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ ներքին միջուկն ինքնին ունի ևս մեկ շերտ, որը կոչվում է ներքին ներքին կորիզ: Կարծես թե գիտնականները հոգնել են վերջապես այս բոլոր շերտերը անվանելուց:

ԵՐԿՐԱՇԽԱՐՀՈՒՄ. Երկրի ներքին միջուկի (կարմիր) ամենաթող մասում գտնվող երկաթը կողմնորոշված ​​է բոլորովին այլ անկյան տակ (կապույտ գծեր) `համեմատած ներքին միջուկի մնացած մասի հետ (նարնջագույն): Նոր հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ ներքուստ ներքին միջուկը, ըստ էության, ձևավորվել է միլիարդավոր տարիներ ավելի շուտ, քան նախկինում էին կարծում, մոլորակի ձևավորումից անմիջապես հետո: (ՖՈՏՈ ԴԱՏԱԽԱԶՈՒԹՅՈՒՆ. ԼԱՉԻՆԱ ՀՐԱՏԱՐԱԿՉԱԿԱՆ ԾԱՌԱՅՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ)

Այս շրջանի մասին զարմանալի փաստն այն է, որ երկաթ բյուրեղներն այստեղ գտնվում են արևելք-արևմուտք առանցքում, ի տարբերություն մյուս մասերի, որտեղ դրանք կողմնորոշված ​​են հյուսիս-հարավ առանցքում, և մենք պարզապես չգիտենք, թե ինչու:

Միգուցե վերջապես կարող ենք եզրակացնել, որ մենք իրականում հասել ենք Երկրի իրական կենտրոն:

Մի բանի մասին, որ մենք կարող ենք վստահ լինել, այն է, որ հենց կենտրոնում է գտնվում մեր մոլորակի ամենահին կետը ՝ մի վայր, որը խորհրդանշում է կենդանի մոլորակի սիրտը: Միգուցե մենք երբեք դրան չենք հասնի: Նույնիսկ ավելի լավ կլինի, եթե չփորձենք: Ինչ-որ բան ուսումնասիրելն առանց հետևանքների հստակ պատկերացում ունենալու համար ռիսկ է: Բայց արդյո՞ք մենք կդադարեցնենք մեր հետապնդումը նախքան դա շատ ուշ է:

Միգուցե. Գուցե ոչ.

Ահա մի քանի հղումներ ՝ ձեր հետաքննությունը հետագայում հետապնդելու համար.

  1. «Դինամոյի տեսություն. Մոլորակի մագնիսական դաշտի ծագումը»
  2. Ինչու են Վեներան և Ուրանը պտտվում ոչ ճիշտ ուղղությամբ:
  3. Որտե՞ղ է Մարսի մագնիսական դաշտը:
  4. Ինչ է T-Tauri աստղը:
  5. Հետաքրքիր հոդված գեոմագնիսական հակադարձման վերաբերյալ

Հոդվածի վերնագրի ետևում գտնվող Trivia. Նրանց համար, ովքեր դա դեռ չեն հասկացել, վերնագիրն առաջացել է Ժյուլ Վերնի («Jանապարհորդություն դեպի Երկիր կենտրոնում») հայտնի վեպի և ավելի քիչ իմացվող ճապոնական սերիալի համադրությունից: անուն ՝ «Մի տեղ ավելի հեռու, քան տիեզերքը», որը հետևում է մի խումբ երիտասարդների պատմությանը, որոնք արշավախմբի են մեկնում Անտարկտիկա: Կարելի է մտածել, թե ինչպես վերնագիրը կարող է լինել ապակողմնորոշող, բայց իմ տեսանկյունից, այն որպես ամբողջություն նշանակում է այն փաստը, որ միգուցե մենք մի օր ուսումնասիրենք աստղերը և դրանից դուրս, բայց հեգնանքով մենք գուցե երբեք չենք հասնի Երկրի կենտրոն: Դա իսկապես նման է մի վայրից դուրս, քան ինքնին տիեզերքն է: Եթե ​​հասնենք դրան, դա, հավանաբար, մարդկության վերջն է: