Ko nozīmē "Zeme ir diferencēta"

Edgara Raisa Burousa fantastiskajā romānā “Pie Zemes kodola” (1914) piedzīvojumu meklētājs jaunais anglis Deivids Inness urbj Zemes interjeru, lai atrastu to dobu un apdzīvojamu. Patiesībā viņš būtu saspiests spiediena dēļ vai sadedzināts dzīvs, paaugstinoties temperatūrai. Tas ir tāpēc, ka Zeme tiek diferencēta dažāda blīvuma un temperatūras slāņos, atšķirībā no mēness vai meteora, kas lielākoties ir homoloģiski, auksti ieži.

Zemes diferenciācija raksturo tā veidošanos slāņos, kas ietver tā dzelzs bagāto cieto iekšējo kodolu, izkausēto ārējo kodolu, cieto apvalku un garozu, uz kuras mēs dzīvojam.

Zemes kodols ir tā blīvākais slānis (apmēram 7,87 gm / cm3), un to galvenokārt veido dzelzs-niķeļa sakausējumi - smagie metāli. Virs tā ir cietā apvalka, kas lielākoties sastāv no peridotīta (akmens savukārt sastāv no olivīna un piroksēna minerāliem). Apvalks veido apmēram 80 procentus no Zemes tilpuma. Apvalka blīvums ir aptuveni puse no kodola blīvuma. Virs tā ir ar granītu bagāta garoza, kuras blīvums ir tikai 2,58 gm / cm3. Virs planētas atrodas atmosfēra, kas, iespējams, izveidojās, izdalot gāzes no Zemes izkausētā iekšpuses. Agrīnā atmosfēra bija bagāta ar oglekļa dioksīdu un sēra gāzēm. Iespējams, ka ūdeni ievadīja ledus nesošie meteori, kas kādreiz lija pār planētu.

Jaunā Zeme kā protoplanēta izskatījās līdzīgi Mēnesim vai asteroīdam - aukstai klintij, kuras virspusē bija tāds pats sastāvs kā iekšējos slāņos. Laika gaitā trīs parādības lika Zemei sakarst un lielā mērā izkausēt. Pirmais bija urāna (U), torija (Th) un kālija (K) elementu radioaktīvā sabrukšana, kas visi radīja siltumu. Otrais bija gravitācijas saspiešana jeb planēta, kas “nosver sevi”, kurā gravitācijas potenciālā enerģija blīvēšanas laikā tika pārveidota par siltumu. Blīvāki materiāli, piemēram, metāla dzelzs, migrēja uz serdi, bet vieglāki materiāli, piemēram, silikāti, virzījās uz āru, veidojot apvalku un garozu. Trešie bija meteorīti, kas ar trieciena viļņiem un triecieniem sildīja Zemes virsmu. Laika gaitā temperatūra planētas iekšienē paaugstinājās līdz dzelzs (Fe) kušanas temperatūrai (ko ģeologi dēvēja par “dzelzs notikumu”).

Mēs nevaram pieņemt, ka diferenciācijas process ir pabeigts, lai arī tas salīdzinoši saglabājas stabils. Iespējams, ka Zemes iekšējais siltums turpinās samazināties līdz punktam, kurā planēta ir cieta; tajā brīdī Zeme būs auksta un mirusi kā Mēness.