Споры о стадии расплавления ядра

0
629

О. Л. Кусков в 1974 г. рассчитал, что повышение температуры увеличивает растворимость никеля в железе, а повышение давления снижает. При давлениях до 5-1010 Па никель растворяется (до 25 молярных %) при всех температурах, а при давлении в 1,4-1011 Па, которое предполагает О. Л. Кусков, никель может растворяться только при температурах, превышающих 2000 К.Допуская в ядре существование подобных условий, он приходит к заключению об устойчивости железо-никелевого сплава в пределах внешнего ядра. Что же касается внутреннего ядра, то там устойчивость Fe-Ni сплава становится проблематичной, если справедливо общепринятое суждение о температурах ядра.

Однако, если допустить, что Fe-Ni сплав, так же как и троилит (FeS), существует во внутреннем ядре Земли со времени ее формирования как планеты и никогда не проходил стадии расплавления, то ограничения, накладываемые химической термодинамикой, в данном случае не имеют никакой силы. Поэтому мы вправе считать, что внутреннее ядро состоит из железных метеоритов.

Расчеты показывают, что чисто железное внешнее ядро имело бы слишком высокую плотность и слишком низкую скорость звука по сравнению с наблюдаемыми геофизическими данными. Поэтому внешнее ядро должно содержать более легкий компонент в смеси с железом. О. Л. Кусков, полагает, что такими примесями могли бы быть кислород, углерод, сера и кремний.

При конструировании состава ядра авторы исходили из известного предположения, что состав железных метеоритов  должен в точности отвечать составу внутреннего ядра. Допустимы лишь небольшие примеси никеля и магнезиальных силикатов.

С внешним ядром дело обстоит сложнее. Теплопроводность железа настолько велика, что если бы не было какой-то теплоизолирующей прослойки между внутренним и внешним ядрами, то температура выравнялась бы уже через несколько десятков тысяч лет после образования ядра. Но этого мало. Необходимо, чтобы материал самого внешнего ядра обладал достаточной теплонасыщенностью, а это, учитывая его пластичное состояние, могут обеспечить только теплоизолирующие слои, которые, «остывая» на поверхностях раздела геосфер, препятствуют свободному переходу тепла пластичного ядра во внутреннее ядро, так же как и в нижнюю мантию. Что касается последней, то она сама по себе представляет прекрасный теплоизолятор.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ