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Binnenkern
Schematische Darstellung eines Grundrisses der Erde.

Das innerer Kern des Boden ist fest Kugel jetzt sofort Strahl ab ca. 1220 km mitten auf der Erde[1], befindet sich in einer Tiefe von 5110 bis 6370 Kilometern.

Das Erdkern besteht aus einem Fest drinnen und a Flüssigkeitäußerer Kern, beide im Gegensatz zu den umliegenden Mantel (welche von Silikate besteht) bestehen hauptsächlich aus Metall.

Entdeckung

Arwen Deuss von der Universität Utrecht beweist, dass die Erde einen harten Kern hat

Die Existenz eines festen inneren Kerns im flüssigen äußeren Kern wurde 1936 von den dänischSeismologeInge Lehmann.[2] Allerdings konnte sie es noch nicht beweisen. Diese Beweise zu finden galt lange Zeit als der heilige Gral der Geologie. Der erste, der dies bewies, war der GeophysikerArwen Deuss.[3][4][5][6] Durch genaue Beobachtungen von Seismische Wellen sie hat die Schwachen entdeckt Reflexionen auf der Außenseite des inneren Kerns. Zuvor war entdeckt worden, dass der äußere Kern flüssig war, weil S-Wellen es nicht durchdringen. Es war schwieriger festzustellen, dass der innere Kern fest ist, weil Brechungen von P-Wellen sich durch ihn hindurch bewegen, sind sehr schwach und schwer zu erkennen. In letzter Zeit wurden immer mehr Beobachtungen gemacht Brechungen von S-Wellen im inneren Kern (sog. PKJKP Wellen). Obwohl diese anfangs umstritten waren, gelten sie zunehmend als Beweis dafür, dass der innere Kern fest ist. Forscher sind jetzt in der Lage, die Verteilung von Isotopen und Gesteinen genau zu analysieren, und jetzt scheint es große Unterschiede in der Chemie zu geben, die die Theorie höchst fragwürdig ist. Vermutlich war der Kern anfangs flüssig, aber mit sinkender Temperatur fand eine Kristallisation des Kerns statt, die noch wächst. Forscher haben kürzlich herausgefunden, dass der Kern im Westen schmilzt und im Osten erstarrt und daher viel dynamischer ist als bisher angenommen. Satelliten messen kontinuierlich das Magnetfeld. Auf diese Weise können wir Änderungen erfassen und welche Prozesse im Kern ablaufen. In der Vergangenheit schwankte das Magnetfeld stark und die Pole wechselten oft die Plätze. Es ist wichtig zu wissen, wie oft und warum dies geschieht, denn ohne Magnetfeld sind wir zu viel schädlicher Strahlung aus dem Weltraum ausgesetzt. Frühere Studien zeigten, dass sich der innere Kern der Erde schneller dreht als der äußere Kern des Planeten. Für diese Studie analysierten Wissenschaftler seismische Weltraumwellen. Diese Wellen wandern durch den inneren Teil des Erdkerns. Die Geophysiker verglichen die Laufzeiten der Wellen und konnten die Verschiebungsgeschwindigkeit des inneren Kerns abbilden. Der innere Teil des Kerns wächst noch, weil das Material im äußeren Teil erstarrt. Bei diesem Erstarrungsprozess wird Wärme frei, die im äußeren Kern Konvektion bewirkt. Dieser Prozess erzeugt das Magnetfeld der Erde. Ohne das Erdmagnetfeld sind wir ungeschützt. Über die Art der Diskontinuität und die Ursache der Geschwindigkeitsdifferenz gibt es unterschiedliche Meinungen: Eine Möglichkeit ist, dass es sich um eine mechanische Grenzschicht handelt, die eine Änderung der seismischen Anisotropie mit sich bringt und Verformungen verursacht. Wenn das Plasma des äußeren Kerns magnetisiert ist, können sich die gleichen Langmuir- und Schallwellen parallel zum statischen B-Feld ausbreiten. Aber die EM. Welle wird in links- und rechtsdrehende zirkular polarisierte Wellen mit Dispersion aufgespalten. Der innere Kern der Erde ist ein Supermagnet, der sich schneller dreht als die Erde. Unser Planet strahlt etwa 44.000 Milliarden Watt in Form von Wärme ab. Der Löwenanteil der geothermischen Energie von rund 24.000 Milliarden Watt stammt aus dem Inneren der Erde.

Zusammensetzung und Bedingungen

Das Druck im inneren Kern reicht von 330 bis 360 GPa (Gigapascal) (mehr als 3 000 000 Bar.).[7] Die Temperatur des inneren Kerns kann berechnet werden, weil sie Schmelzpunkt ist von kontaminiertem Eisen an der Druck die auf der Außenseite des inneren Kerns vorherrscht (ca. 330 GPa). Da der Kontaminationsgrad nicht klar ist, liegen die Schätzungen zwischen 5000 und 6000 °C.[8] Eisen ist bei diesen hohen Temperaturen nur wegen seines enormen Drucks fest.

Schätzungen der Zusammensetzung des inneren Kerns stammen aus Daten über die relativen Konzentrationen der Elemente in dem Sonnensystem, das Masse und der Volumen von der Erde. Alles deutet darauf hin, dass der innere Kern aus a . besteht Nickel-EisenLegierung mit sehr geringen Mengen anderer Elemente.[9] Da der äußere Kern weniger dicht ist, als unter den gegebenen Umständen von reinem Eisen zu erwarten ist, wird davon ausgegangen, dass etwa 10 % aus leichteren Elementen bestehen. Dieser Prozentsatz sollte für den inneren Kern niedriger sein.[10]

Eigenschaften

Der amerikanische Geophysiker Jerry Jacobs dachte, dass der innere Kern durch die Erstarrung von Eisen aus dem äußeren Kern durch die allmähliche Abkühlung des Erdinneren gebildet wird.[11]Modelle zeigen, dass sich der Kern mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 °C pro Milliarde Jahre abkühlt. Zu Beginn des Geschichte der Erde (Die Erde ist 4,55 Milliarden Jahre alt) daher muss der gesamte Kern geschmolzen sein. Der feste innere Kern entstand vor 4 bis 2 Milliarden Jahren.

Über den Prozess, durch den der innere Kern wächst, ist wenig bekannt. Da die Abkühlung sehr langsam ist, wurde erwartet, dass die Struktur des inneren Kerns homogen wäre. Manchmal wird sogar angenommen, dass der innere Kern aus einem riesigen Eisen bestehtKristall existiert. Seismologische Beobachtungen scheinen jedoch darauf hinzudeuten, dass der innere Kern eine alles andere als homogene Struktur aufweist. Die Grenzfläche zwischen innerem und äußerem Kern zeigt Variationen der seismischen Eigenschaften in Bereichen von weniger als 1 km, was die Forscher immer noch verwirrt, da die Temperaturunterschiede hier extrem gering sind. Jüngste Beobachtungen zeigen, dass der innere Kern aus Schichten besteht, mit einer Übergangszone von etwa 250 bis 400 km Dicke an der Spitze zum äußeren Kern.[12] Vielleicht mit dem Wachstum des inneren Kerns, Sedimentation von Eisenkristallen aus dem äußeren Kern a wat porös Es entsteht eine Struktur, in der (in den äußeren Schichten des inneren Kerns) noch flüssiges Eisen verbleiben kann.

Da der innere Kern nicht mit dem Mantel verbunden ist, kann er Drehgeschwindigkeit als der Rest der Erde hat. Seit der Die Neunziger Durch die Datenerhebung wird immer deutlicher, dass dies tatsächlich der Fall ist: Der innere Kern rotiert einen Bruchteil schneller als die Kruste und der Mantel, etwa 1 pro Million Jahre. Bogengrad.[13][14]

Es wird angenommen, dass das Wachstum des inneren Kerns einen großen Einfluss auf die Bildung der Erdmagnetfeld durch DynamoProzesse im äußeren Kern. Da der massive innere Kern nicht die gleiche Menge leichterer Elemente enthalten kann, wird beim Erstarren von Eisen an der Außenseite des inneren Kerns ein leichtes Rückstand übrig, die abheben und so weiter Konvektion im äußeren Kern verursacht. Das Wachstum des inneren Kerns beeinflusst auch die Ströme im äußeren Kern und kann auch die Richtung des Erdmagnetfeldes bestimmen, da es eine höhere Viskosität hat dann die (turbulent) äußerer Kern.

Es gibt auch Theorien, dass der innere Kern intern ist Verformungsmuster müsste erklären warum seismische Geschwindigkeiten in manchen Richtungen größer als in anderen. Thermische Konvektion im inneren Kern scheint unwahrscheinlich[15], so dass, wenn im inneren Kern Konvektion auftreten sollte, diese durch Variationen in der Zusammensetzung oder in der Menge des eingeschlossenen flüssigen Eisens angetrieben werden muss. Eine Idee dazu ist, dass (Plastik) Strömungen im inneren Kern werden durch eine höhere Sedimentationsrate von Eisenkristallen auf der Äquator dann auf dem Polen.[16]Eine andere Idee ist, dass Änderungen des Erdmagnetfelds eine sehr langsame Verformung des inneren Kerns verursachen.[17]

Siehe auch