Twoja wyszukiwarka

WOJCIECH MIKOŁUSZKO
SYGNAŁY - NIESTAŁE WNĘTRZE ZIEMI
Wiedza i Życie nr 7/2000
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 7/2000

Z ostatnich badań wynika, że jądro Ziemi wygląda trochę inaczej, niż dotychczas przypuszczali geolodzy.

Promień naszej planety wynosi około 6370 km. Nawet więc najgłębsze wiercenia sięgające kilkunastu kilometrów nie są w stanie nic powiedzieć o wnętrzu Ziemi. O tym, co się tam dzieje, możemy wnosić jedynie z danych pośrednich. Podstawowym ich źródłem są informacje o przebiegu fal sejsmicznych.

Wywołane przez trzęsienia ziemi lub wybuchy fale sejsmiczne dzielą się na fale podłużne oraz poprzeczne. Fale podłużne mogą rozchodzić się we wszystkich ośrodkach, zarówno stałych, jak i płynnych, natomiast poprzeczne tylko w stałych. Zauważono, że przez bliższą powierzchni część Ziemi przechodzą oba typy fal, natomiast przez środek planety wyłącznie fale podłużne. Stąd wywnioskowano, że górna, część Ziemi, zwana płaszczem, jest zbudowana z materii stałej, natomiast środkowa część, nazwana jądrem, z materii płynnej. Jądro o promieniu 3470 km miało składać się z żelaza z niewielką domieszką pierwiastków lżejszych, takich jak siarka, krzem i tlen.

Wkrótce okazało się, że natura jest bardziej skomplikowana. Na podstawie zmian prędkości rozchodzenia się fal podłużnych stwierdzono, iż jądro składa się z dwóch części: jądra zewnętrznego, które rzeczywiście jest płynne, i jądra wewnętrznego, które jest ciałem stałym i prawdopodobnie odpowiada za istnienie pola magnetycznego Ziemi.

Ostatnio zaś zauważono, że również ten model nie wyjaśnia wszystkich obserwacji. Naukowcy zaproponowali więc nowe rozwiązanie problemu. Starali się zbudować taki model jądra wewnętrznego Ziemi, który tłumaczyłby wysoki stopień tłumienia fal w sąsiedztwie granicy jądra wewnętrznego, inną prędkość fal podłużnych w osi biegunowej niż w osi równikowej oraz niską prędkość fal poprzecznych.

Po przeanalizowaniu kilku możliwości doszli do wniosku, że jądro wewnętrzne Ziemi nie jest zbudowane wyłącznie z materii stałej. Ich zdaniem, 3-10% materii jądra wewnętrznego jest płynne i ma postać spłaszczonych, kulistych inkluzji ustawionych w płaszczyźnie równikowej. Ich powstanie jest związane z czasem tworzenia się jądra wewnętrznego Ziemi. Kiedy Ziemia powoli stygła, z płynnego jądra wytrącało się stałe żelazo i stopniowo tworzyło jądro wewnętrzne. Płyn, który tam się znalazł, może być, zdaniem badaczy, związkiem siarki i żelaza. Ciekły siarczek żelaza był łapany jak w pułapkę między stałym żelazem. Obroty zaś Ziemi wokół własnej osi spowodowały ułożenie się płynu w płaszczyźnie równikowej jądra.

Model budowy wewnętrznego jądra Ziemi, który przedstawia je jako mieszaninę stałego żelaza i płynnego siarczku, ma ogromne znaczenie dla rozumienia jego dynamiki i ewolucji. Niemniej ma jedną wadę. Pierwotnie prosty model budowy Ziemi staje się coraz bardziej złożony. Nie tak łatwo zrozumieć przyrodę.

Science nr 5462/2000