An der Erdkruste bleiben die Temperaturen das ganze Jahr über relativ stabil. Unter der Kruste ist jedoch unter unseren Füßen ein unglaublich heißer Ort - der Erdkern !
Von der treibenden Plattentektonik bis zum Schutz vor Sonneneinstrahlung ist der Erdkern nicht nur interessant, sondern zum Teil auch lebenswichtig für das Leben auf der Erde. Aber wie lange kann der Erdkern heiß bleiben?
Lesen Sie weiter, um es herauszufinden.
VERBINDUNG: EINE FRAGE, DAS LEBEN AUF DER ERDE ZU VERSTEHEN
Wie heiß ist der Erdmittelpunkt?
Wie heiß ist der Erdkern?
Experten glauben, dass die Erde Kern überschreitet Temperaturen über der Sonnenoberfläche 18.032 Grad Fahrenheit 10.000 Grad Celsius.
Wie ist es überhaupt so heiß geworden?
Eine Theorie besagt, dass unser Sonnensystem vor etwa 4,5 Milliarden Jahren aus einer Wolke kalter Staubpartikel bestand. Diese Wolke aus Gas und Staub war irgendwie gestört und begann zusammenzubrechen, als die Schwerkraft alles zusammenzog und eine riesige sich drehende Scheibe bildete.
Das Zentrum der Scheibe wurde zur Sonne, und die Partikel in den äußeren Ringen verwandelten sich in große feurige Kugeln aus Gas und geschmolzener Flüssigkeit, die abkühlten und kondensierten, um feste Form anzunehmen.
Gleichzeitig wurde die Oberfläche des neu gebildeten Planeten ständig von großen Körpern bombardiert, die auf den Planeten prallten, in seinem Inneren immense Wärme erzeugten und den dort gefundenen kosmischen Staub schmolzen.
Als die Erde gebildet wurde, war es a Uniform Ball aus heißem Stein. Radioaktiver Zerfall und übrig gebliebene Hitze von der Planetenformation ließ diesen Ball noch heißer werden. Schließlich, nach etwa 500 Millionen Jahren, wurde die Erde Temperatur erreichte die Schmelzpunkt aus Eisen - ungefähr 1.538 ° Celsius.
Dies erlaubte die Erde geschmolzen felsiges Material, um sich noch schneller zu bewegen. Relativ schwimmfähig Material wie Silikat s, Wasser und sogar Luft blieben in der Nähe des Planeten außen und würde werden Sie der frühe Mantel und die Kruste. Tröpfchen von Eisen, Nickel und anderen Schwermetall s gravitieren d zum Erdmittelpunkt, bildet den frühen Kern. Dieser Prozess wird genannt Planetendifferenzierung .
Im Gegensatz zu Mineral -reiche Kruste und Mantel, der Kern besteht vermutlich fast ausschließlich aus Metall - insbesondere Eisen und Nickel. Während der innere Kern eine feste Kugel mit einem Radius von etwa ist 760 Meilen 1.220 km, mit einer Oberflächentemperatur von 5.700 K 5.430 ° C; 9.800 ° F; der äußere Kern wird angenommen eine Flüssigkeitsschicht mit einer Dicke von etwa 2.400 km 1.500 Meilen, die Temperaturen im Bereich von 3.000 K 2.730 ° C; 4.940 ° F bis 8.000 K 7.730 ° C; 13.940 ° F erreicht.
Der Kern ist vermutlich so heiß wegen Zerfall radioaktiver Elemente, übrig gebliebene Wärme aus der Planetenbildung und Wärme, die freigesetzt wird, wenn sich der flüssige äußere Kern in der Nähe verfestigt Grenze mit dem inneren Kern.
Der Kern ist also unglaublich heiß, aber wie lange kann er noch heiß bleiben?
Wissenschaftler an der Universität von Maryland behaupten, dass sie die Frage innerhalb der nächsten vier Jahre beantworten können.
Fahren Erde Die Bewegung der tektonischen Platte und die Stromversorgung ihres Magnetfelds erfordern eine immense Menge an Energie. Die Energie wird vom Erdmittelpunkt abgeleitet, aber Wissenschaftler sind sich sicher, dass sich der Kern sehr, sehr langsam abkühlt.
Was macht den Erdmittelpunkt heiß?
Halten Sie die Mitte des Erde heiß sind zwei Quellen für "Brennstoff": Urenergie, die bei der Entstehung des Planeten übrig bleibt, und Kernenergie, die aufgrund des natürlichen radioaktiven Zerfalls vorhanden ist.
Die Entstehung der Erde erfolgte zu einer Zeit, als das Sonnensystem voller Energie war. In den Kinderschuhen bombardierten Meteoriten ständig den sich bildenden Planeten und verursachten übermäßige Reibungskräfte. Zu dieser Zeit war die Erde voller vulkanischer Aktivität.
Wie lange hält der Erdkern?
Der Planet hat sich von Anfang an erheblich abgekühlt. Die Restwärme aus der Erdbildung bleibt jedoch erhalten. Obwohl die Urwärme weitgehend abgeführt wurde, erwärmt eine andere Form der Wärme weiterhin den Erdmantel und die Erdkruste.
Natürlich radioaktive Stoffe kommen in großen Mengen tief in der Erde vor, wobei sich einige um die Kruste befinden. Während des natürlichen Zerfallsprozesses des radioaktiven Materials wird Wärme freigesetzt.
Wissenschaftler wissen, dass Wärme aus dem Erdinneren mit einer Geschwindigkeit von etwa in den Weltraum fließt. 44 × 10 12 W TW . Was sie jedoch nicht wissen, ist, wie viel Wärme ursprünglich ist.
Das Problem ist, dass wenn die Erdwärme überwiegend primordial ist, sie sich erheblich schneller abkühlt. Wenn die Wärme jedoch hauptsächlich durch radioaktiven Zerfall erzeugt wird, wird die Erdwärme wahrscheinlich viel länger anhalten.
Während das ziemlich alarmierend klingt, einige Schätzungen für die Abkühlung von Erdkern siehe es nehmen zig Milliarden Jahre oder 91 Milliarden Jahre . Das ist eine sehr lange Zeit, und tatsächlich wird die Sonne wahrscheinlich lange vor dem Kern ausbrennen - in der Nähe 5 Milliarden Jahre
Warum ist die Kerntemperatur der Erde wichtig?
Der Erdkern hält die Temperatur stabil, aber was noch wichtiger ist, er hält das Erdmagnetfeld an Ort und Stelle. Das Erdmagnetfeld wird durch die Bewegung des geschmolzenen Metallaußenkerns erzeugt.
Dieses massive Magnetfeld erstreckt sich in den Weltraum und hält geladene Teilchen an Ort und Stelle, die hauptsächlich von den Sonnenwinden gesammelt werden.
Die Felder bilden eine undurchdringliche Barriere im Weltraum, die verhindert, dass die schnellsten und energiereichsten Elektronen die Erde erreichen. Die Felder werden als Van-Allen-Gürtel bezeichnet und ermöglichen es dem Leben, auf der Erdoberfläche zu gedeihen. Ohne Schilddes Magnetfeldes würde der Sonnenwind die Erdatmosphäre der Ozonschicht das Leben vor schädlichen schützt ultraviolette Strahlung .
Die Ansammlung geladener Teilchen lenkt den Sonnenwind ab und fängt ihn ein, um zu verhindern, dass er die Erde seiner Atmosphäre beraubt. Ohne ihn wäre unser Planet unfruchtbar und leblos. Es wird angenommen, dass der Mars einst einen hatte. Van Allen Gürtel das schützte es auch vor dem tödlichen Wind der Sonne. Sobald der Kern jedoch abgekühlt war, verlor er seinen Schild und bleibt jetzt ein ödes Ödland.
Wie lange hält der Treibstoff der Erde?
Derzeit können viele wissenschaftliche Modelle abschätzen, wie viel Kraftstoff noch übrig ist, um die Motoren der Erde anzutreiben. Die Ergebnisse sind jedoch sehr unterschiedlich, was eine endgültige Schlussfolgerung schwierig macht. Derzeit ist nicht bekannt, wie viel ursprüngliche und radioaktive Energie noch vorhanden ist.
„Ich bin einer der Wissenschaftler, die ein Kompositionsmodell der Erde erstellt und die heutige Kraftstoffmenge in der Erde vorhergesagt haben“, sagte einer der Autoren der Studie. William McDonough Professor für Geologie an der University of Maryland.
„Wir befinden uns in einem Bereich der Vermutungen. An diesem Punkt meiner Karriere ist es mir egal, ob ich richtig oder falsch liege, ich möchte nur die Antwort wissen.“ Forscher glauben jedoch an den modernen technologischen Fortschritt.eine genauere Vorhersage kann gemacht werden.
Um festzustellen, wie viel Kernbrennstoff noch auf der Erde vorhanden ist, verwenden die Forscher fortschrittliche Sensoren, um einige der kleinsten bekannten subatomaren Partikel zu erfassen. Wissenschaft - Geoneutrinos . Geoneutrino-Partikel sind Nebenprodukte von Kernreaktionen, die in Sternen, Supernovae, Schwarzen Löchern und von Menschen hergestellten Kernreaktoren stattfinden.
Erkennen, wie viel Kraftstoff noch übrig ist
Das Erkennen von Antineutrino-Partikeln ist eine äußerst schwierige Aufgabe. Massive Detektoren von der Größe eines kleinen Bürogebäudes sind über einen Kilometer tief in der Erdkruste vergraben. Die Tiefe scheint wie ein Overkill zu sein, es ist jedoch notwendig, eine zu erzeugenSchutz vor kosmischen Strahlen, die zu Fehlalarmen führen können.
Im Betrieb kann der Detektor Antineutrinos erkennen, wenn sie mit Wasserstoffatomen im Gerät kollidieren. Nach der Kollision können zwei helle Blitze erkannt werden, die das Ereignis eindeutig ankündigen.
Durch Zählen der Anzahl der Kollisionen können Wissenschaftler die Anzahl der Uran- und Thoriumatome bestimmen, die in unserem Planeten verbleiben.
Leider erkennen die Detektoren KamLAND in Japan und Borexino in Italien nur etwa 16 Ereignisse pro Jahr, was den Prozess akribisch verlangsamt. Drei neue Detektoren sollen jedoch 2020 online gehen - der SNO + -Detektor in Kanada sowie Jinping und JUNODetektoren in China - Forscher erwarten mehr als 500 weitere erkannte Ereignisse pro Jahr .
„Sobald wir drei Jahre lang Antineutrino-Daten von allen fünf Detektoren gesammelt haben, sind wir zuversichtlich, dass wir eine genaue Kraftstoffanzeige für die Erde entwickelt haben und in der Lage sein werden, die Menge des verbleibenden Kraftstoffs in der Erde zu berechnen“, sagte McDonough.
Der Jinping-Detektor in China ist vorbei viermal größer als alle bisherigen Detektoren. Obwohl der Detektor groß ist, ist der JUNO-Detektor umwerfend 20 mal größer als alle vorhandenen Detektoren .
„Wenn wir genau wissen, wie viel radioaktive Energie auf der Erde vorhanden ist, können wir die Verbrauchsrate der Erde in der Vergangenheit und ihr zukünftiges Treibstoffbudget ermitteln“, erklärte McDonough.
„Indem wir zeigen, wie schnell sich der Planet seit seiner Geburt abgekühlt hat, können wir abschätzen, wie lange dieser Treibstoff hält.“
Wann JUNO wird online geschaltet; hoffentlich im Jahr 2021 - die gesammelten Daten sollen Wissenschaftlern wie McDonough helfen, die verbleibende Zeit für die Abkühlung des Erdkerns abzuschätzen. Bis dahin können Sie sicher sein, dass die vorgenommenen Schätzungen wahrscheinlich Hunderte von Millionen betragen werdenMilliarden von Jahren in der Zukunft.
Es besteht also keine Notwendigkeit, Pläne zu schmieden, um bald auf einen neuen Planeten zu ziehen.