Jądro Ziemi

Z Wikipedii

Jądro Ziemi, barysfera, nife – wewnętrzna część kuli ziemskiej.

Hipotezy o jej budowie i cechach fizyczno-chemicznych opierają się głównie na badaniu rozchodzenia się fal sejsmicznych podczas trzęsień ziemi.

Zgodnie z powszechnie przyjętymi poglądami jądro Ziemi jest kulą o promieniu 3470 km, masie 185 × 10²³ kg i gęstości 9,6 – 18,5 g/cm³. Tworzy je stop niklu (Ni) i żelaza (Fe) (stąd określenie nife), być może z domieszką pierwiastków lekkich – krzemu, siarki i potasu. Uważa się, że występują w nim atomy pierwiastków ciężkich w stężeniu większym niż w płaszczu Ziemi.

Na podstawie badań sejsmologicznych w obrębie jądra wyróżniono trzy strefy: jądro zewnętrzne (nifesima), jądro wewnętrzne (nife) i położoną między nimi strefę przejściową.

Jądro zewnętrzne, o grubości ok. 2080 km, od płaszcza Ziemi oddziela nieciągłość Gutenberga. Jest ono płynne o temperaturze ok. 4000-5000°C. Przy tym ciśnieniu i temperaturze trudno substancję jednoznacznie przydzielić do cieczy czy gazu. Jądro ma dużą przewodność elektryczną. W jądrze płynnym występują na wielką skalę prądy konwekcyjne unoszące silniej ogrzaną materię znajdującą się bliżej środka Ziemi wyżej (dalej od środka). W wyniku oddalania się od środka unosząca się porcja płynu zachowuje swój moment pędu, co odpowiada temu, że ma coraz mniejszą prędkość obrotową. Odwrotnie dzieje się z chłodniejszą substancją opadającą w kierunku środka Ziemi. Efekt zmiany kierunku ruchu unoszącej się i opadającej substancji można tłumaczyć też występowaniem siły Coriolisa. A unosząca się i opadająca substancja tworzy wiry w większości kręcące się w płaszczyźnie obrotu Ziemi i w tą samą stronę.

Opisany efekt i inne efekty sprawiające, że płaszcz Ziemi zmienia prędkość obrotową, sprawiają że jądro obraca się z inną prędkością obrotową niż płaszcz, Obecnie jądro wewnętrzne obraca się szybciej niż płaszcz Ziemi o około 0,3-0,5 stopnia rocznie.

Uważa się, że powstające uporządkowane wiry substancji przewodzącej prąd są przyczyną powstawania i utrzymywania pola magnetycznego Ziemi w zjawisku zwanym geodynamem, którego funkcjonowanie wyjaśnia magnetohydrodynamika zjawiskiem zwanym Dynamo magnetohydrodynamiczne.

Jądro wewnętrzne (promień 1250 km), w odróżnieniu od zewnętrznego, wykazuje charakter ciała stałego o dużej sztywności. Odznacza się dużą gęstością, wzrastającą wraz z głębokością (podobnie jak ciśnienie i temperatura).

Strefa przejściowa, zwana powierzchnią Lehman, o stosunkowo niewielkiej grubości – ok. 140 km, według poglądów części uczonych, stanowi strefę stopniowego przechodzenia od fazy ciekłej do stałej.