Dünya'nın yapısı
Yapısı > Çekirdek

Dünya'nın ortalama yoğunluğu 5.515 g / cm3'tür. Yüzey malzemesinin ortalama yoğunluğu sadece 3.0 g / cm3 olduğu için, Dünya'nın çekirdeğinde daha yoğun malzemelerin bulunduğu sonucuna varmalıyız. Bu sonuç, 1770'lerde yapılan Schiehallion deneyinden beri bilinmektedir. Charles Hutton, 1778 raporunda, Dünya'nın ortalama yoğunluğunun, iç kayaya göre {\ displaystyle {\ tfrac {9} {5}}} {\ tfrac {9} {5}} olması gerektiği sonucuna vardı. Dünya'nın metalik olması gerekir. Hutton bu metalik kısmın Dünya çapının yaklaşık% 65'ini işgal ettiğini tahmin ediyordu. Hutton'un Dünya'nın ortalama yoğunluğuna ilişkin tahmini, 4.5 g / cm3'te hala yaklaşık% 20 çok düşüktü. Henry Cavendish, 1798 burulma dengesi deneyinde, modern değerin% 1'i içinde 5.45 g / cm3 değerinde bir değer buldu. Sismik ölçümler, çekirdeğin iki parçaya ayrıldığını, yarıçapı ≈1,220 km ve bunun ötesinde, 43,400 km'lik bir yarıçapa uzanan sıvı bir dış çekirdek olduğunu göstermektedir. Yoğunluklar dış çekirdekte 9.900-12.200 kg / m3 ve iç çekirdekte 12.600-13.000 kg / m3 arasındadır.
İç çekirdek 1936'da Inge Lehmann tarafından keşfedildi ve genellikle esas olarak demir ve bir miktar nikelden oluştuğuna inanılıyor. Bu katman, kesme dalgalarını (enine sismik dalgalar) iletebildiğinden, katı olmalıdır. Deneysel kanıtlar bazen çekirdeğin kristal modellerini eleştirdi. Diğer deneysel çalışmalar yüksek basınç altında tutarsızlık göstermektedir: çekirdek basınçlardaki elmas örs (statik) çalışmaları şok lazer (dinamik) çalışmalarından yaklaşık 2000 K daha düşük erime sıcaklıkları vermektedir. Lazer çalışmaları plazma yaratır ve sonuçlar, iç çekirdek koşullarının sınırlandırılmasının, iç çekirdeğin katı mı yoksa katı yoğunluğuna sahip bir plazma mı olduğuna bağlı olacağını düşündürmektedir. Bu aktif bir araştırma alanıdır.
Yaklaşık 4.6 milyar yıl önce Dünya'nın oluşumunun ilk aşamalarında erime, yoğun maddelerin gezegensel farklılaşma (bkz. Demir felaketi) adı verilen bir süreçte merkeze doğru batmasına neden olurken, daha az yoğun malzemeler kabuğa göç ederdi. Bu nedenle çekirdeğin büyük ölçüde demirden (% 80), nikel ve bir veya daha fazla ışık elementinden oluştuğuna inanılırken, kurşun ve uranyum gibi diğer yoğun elementler önemli olmak için çok nadirdir veya daha hafif olana bağlanma eğilimindedir böylece kabukta kalır (felsik maddelere bakınız). Bazıları iç çekirdeğin tek bir demir kristali şeklinde olabileceğini öne sürdü.
Laboratuvar koşulları altında bir demir-nikel alaşımı numunesi, 2 elmas ucu (elmas örs hücresi) arasında bir mengene içinde tutup daha sonra yaklaşık 4000 K'ye ısıtılarak corelike basınçlara maruz bırakıldı. Dünya'nın iç çekirdeğinin kuzeyden güneye doğru uzanan dev kristallerden yapıldığı teorisini güçlü bir şekilde destekledi.
Sıvı dış çekirdek, iç çekirdeği çevreler ve nikel ile karıştırılmış demir ve eser miktarda daha hafif elementlerden oluştuğuna inanılır.
Son spekülasyonlar çekirdeğin en iç kısmının altın, platin ve diğer siderofil elementlerle zenginleştirildiğini göstermektedir.
Dünya'yı içeren madde, bazı kondrit göktaşları ve Güneş'in dış kısmı ile temel yollarla bağlantılıdır. Dünya'nın temelde bir kondrit göktaşı gibi olduğuna inanmak için iyi bir neden var. 1940'tan başlayarak, Francis Birch de dahil olmak üzere bilim adamları, Dünya'yı etkileyen en yaygın göktaşı türü olan sıradan kondritler gibi öncül olarak jeofizik inşa ettiler, ancak en az bol miktarda da olsa, entatit kondritler olarak da göz ardı ettiler. İki göktaşı tipi arasındaki temel fark, son derece sınırlı mevcut oksijen koşulları altında oluşan enstatit kondritlerin Dünya'nın çekirdeğine karşılık gelen alaşım kısmında kısmen veya tamamen mevcut olan bazı normal oksifil elementlere yol açmasıdır.
Dinamo teorisi, dış çekirdekteki konveksiyonun Coriolis etkisi ile birleştiğinde Dünya'nın manyetik alanına yol açtığını öne sürüyor. Katı iç çekirdek, kalıcı bir manyetik alanı tutamayacak kadar sıcaktır (bkz. Curie sıcaklığı), ancak muhtemelen sıvı dış çekirdek tarafından üretilen manyetik alanı stabilize etmek için hareket eder. Dünya'nın dış çekirdeğindeki ortalama manyetik alan gücünün, yüzeydeki manyetik alandan 50 kat daha güçlü olan 25 Gauss (2.5 mT) olduğu tahmin edilmektedir.
Son kanıtlar, Dünya'nın iç çekirdeğinin gezegenin geri kalanından biraz daha hızlı dönebileceğini düşündürmektedir; Bununla birlikte, 2011 yılında yapılan daha yeni çalışmalar bu hipotezin sonuçsuz olduğunu bulmuştur. Doğada salınımlı veya kaotik bir sistem olabilen çekirdek için seçenekler kalır. [Alıntı gerekli] Ağustos 2005'te Science dergisinde bir jeofizik ekibi ekibi, tahminlerine göre Dünya'nın iç çekirdeğinin yılda yaklaşık 0.3 ila 0.5 derece döndüğünü açıkladı yüzeyin dönüşüne göre daha hızlıdır.
Dünya'nın sıcaklık gradyanı için mevcut bilimsel açıklama, gezegenin ilk oluşumundan kalan ısının, radyoaktif elementlerin bozulmasının ve iç çekirdeğin donmasının bir kombinasyonudur.
Deprem dalgaları ile Dünya'nın iç haritalanması.
Dünya'nın iç şematik görünümü. 1. kıta kabuğu - 2. okyanus kabuğu - 3. üst manto - 4. alt manto - 5. dış çekirdek - 6. iç çekirdek - A: Mohorovičić süreksizliği - B: Gutenberg Süreksizliği - C: Lehmann – Bullen süreksizliği.
Moho konumunu gösteren Dünya Haritası.