מהי רציפות גוטנברג?

שפע של כוחות חזקים שוכן מתחת לקרום כדור הארץ שעלול לעורר רעידות אדמה, ליצור אבנים יקרות ולפרוץ לבה מעל פני השטח דרך הרי געש. מדענים רבים השקיעו מאמצים רבים כדי לגלות את מבנה ותנאי כדור הארץ מתחת לפני השטח עד ליבת כדור הארץ. בשנת 1913, מדען בשם בנו גוטנברג תרם לקהילה המדעית עם תגלית פורצת דרך לגבי השכבות הפנימיות של כדור הארץ.

השכבה החיצונית הסלעית של כדור הארץ, עליה עוברים בעלי חיים, מכונה קרום כדור הארץ או פני השטח, ושכבה זו משתרעת על פני כ -25 קילומטרים. ממש מתחת לקרום נמצא המעטפת העליונה, שהיא שכבה נוקשה המורכבת ברובה מחמצן, מגנזיום, סיליקון, ברזל, סידן ואלומיניום. מתחת למעטה העליון נמצא המעטפת התחתונה, בה הטמפרטורות מתחממות משמעותית. שכבות המעטפת מכילות את מרבית מסת כדור הארץ ומשתרעות כלפי מטה מהקרום כ -1,700 מייל. מתחת למעטה נמצא ליבת הברזל-ניקל החמה ביותר, שנחה כ -1,800 מייל מתחת ל משטח כדור הארץ, הוא 2,100 מייל ברדיוס ומחולק לשני חלקים: ליבה חיצונית ופנימית הליבה.

בנו גוטנברג (1889-1960) היה מדען וסייסולוג שחקר את השכבות הפנימיות של כדור הארץ. גלים סייסמיים נגרמים בדרך כלל מפיצוצים או רעידות אדמה מתחת לפני הקרקע, אך בשנת 1913 גוטנברג הבחין כי בשעה בעומק מסוים מתחת לפני האדמה, הגלים הראשוניים האטו בצורה דרמטית והגלים המשניים נעצרו לַחֲלוּטִין. למרות שגלים משניים יכולים להעביר בקלות דרך חומר מוצק, גלים כאלה אינם יכולים לנוע דרך נוזלים. לפיכך, גוטנברג הסיק - נכון - כי בעומק הספציפי שבו הגלים המשניים נעלמים, בסביבות 1,800 קילומטרים מתחת לפני השטח, חייב להיות נוזל.

מכיוון שגלים סייסמיים שינו את פעילותם וגלים משניים נעלמו לחלוטין בעומק של כ- 1,8000 מייל מתחת לפני השטח, גוטנברג היה הראשון שגילה שמעל לסמן עומק זה על פני כדור הארץ להיות מוצקים, ואילו מתחת לסימן זה על הפנים להיות נוזל. לפיכך, גוטנברג קבע קו גבול מדויק - או אי רציפות - המפריד ומפריד בין המעטפת התחתונה לליבה החיצונית. המעטפת התחתונה מעל קו גוטנברג מוצקה, אך הליבה החיצונית שמתחת לקו מותכת בנוזל. אזור אי-המשכיות בפועל הוא אזור לא אחיד וצר המכיל גליחות ברוחב של עד 3-5 מייל. מתחת לאזור הגבול, הליבה החיצונית המותכת צפופה בהרבה מהמעטפת שלמעלה כתוצאה מהכבד כמויות ברזל שהוא מכיל, ומתחת לשכבה זו נמצא הליבה הפנימית, המורכבת מניקל מוצק חם במיוחד וברזל.

אף על פי שגבול אי-המשכיות גוטנברג בין המעטפת לליבה נמדד כ -1,800 מייל מתחת לפני האדמה, קו זה אינו נשאר קבוע. החום העז בפנים כדור הארץ מתפזר באופן תמידי ובהדרגה, מה שמאלץ את הליבה המותכת של כדור הארץ להתמצק ולאט להתכווץ. לפיכך, התכווצות הליבה גורמת לגבול גוטנברג לשקוע בהדרגה עמוק יותר ויותר מתחת לפני האדמה.