Descoperim Secretele Nucleului Terestru: Mai Mult Decât Fier

Nucleul Pământului nu este compus exclusiv din fier — cercetările recente sugerează că acesta conține și carbon, iar studiile noastre indică prezența posibilă a oxigenului și chiar a siliciului.

Nucleul bogat în fier din centrul planetei noastre a fost un element crucial în evoluția Pământului. Acesta nu doar că alimentează câmpul magnetic, care protejează atmosfera și oceanele de radiațiile solare, dar influențează și tectonica plăcilor, care a remodelat continuu continentele.

Cu toate acestea, în ciuda importanței sale, multe dintre proprietățile fundamentale ale nucleului rămân necunoscute. Nu știm exact cât de fierbinte este nucleul, din ce este compus sau când a început să se solidifice. Din fericire, o descoperire recentă realizată de mine și colegii mei ne aduce mult mai aproape de răspunsurile la aceste întrebări.

Temperatura nucleului intern al Pământului este de aproximativ 5.000 Kelvin (K) (4.727°C). Inițial lichid, acesta s-a răcit și a devenit solid în timp, expandându-se în proces. Pe măsură ce se răcește, eliberează căldură către mantaua suprajacentă, generând curentii care stau la baza tectonicii plăcilor.

Aceeași răcire generează și câmpul magnetic al Pământului. Astăzi, cea mai mare parte a energiei câmpului provine din înghețarea părții lichide a nucleului și creșterea nucleului intern solid în centrul său.

Cu toate acestea, deoarece nu putem accesa nucleul, trebuie să estimăm proprietățile acestuia pentru a înțelege cum se răcește.

O parte esențială în înțelegerea nucleului este cunoașterea temperaturii sale de topire. Cunoaștem locul unde se află granița dintre nucleul intern solid și nucleul extern lichid prin seismologie (studiu al cutremurelor). Temperatura nucleului trebuie să fie egală cu temperatura sa de topire în această locație, deoarece aici începe să înghețe. Deci, dacă știm exact care este temperatura de topire, putem afla mai multe despre temperatura exactă a nucleului — și despre componența sa.

Tradițional, avem două metode pentru a determina din ce este făcut nucleul: meteoritele și seismologia. Examinând chimia meteoritelor — care se crede că sunt bucăți din planete care nu s-au format sau părți din nucleele unor planete distruse similare Pământului — putem obține o idee despre componența nucleului nostru.

Problema este că aceasta ne oferă doar o idee aproximativă. Meteoritele indică faptul că nucleul ar trebui să fie compus din fier și nichel, și poate câteva procente de siliciu sau sulf, dar este dificil să fim mai specifici decât atât.

Pe de altă parte, seismologia este mult mai precisă. Când undele sonore generate de cutremure călătoresc prin planetă, acestea se accelerează și încetinesc în funcție de materialele prin care trec. Comparând timpul de călătorie al acestor unde, de la cutremur la seismometru, cu viteza cu care undele călătoresc prin minerale și metale în experimente, putem obține o idee despre componența interioară a Pământului.