पृथ्वी, सौर मंडल के अन्य पिंडों के साथ, गैस और धूल के ठंडे बादल से उसके घटक कणों के संचय से बनी थी। ग्रह के उद्भव के बाद, इसके विकास का एक बिल्कुल नया चरण शुरू हुआ, जिसे विज्ञान में आमतौर पर पूर्व-भूवैज्ञानिक कहा जाता है।
अवधि का नाम इस तथ्य के कारण है कि पिछली प्रक्रियाओं का सबसे पहला प्रमाण - आग्नेय या ज्वालामुखी चट्टान - 4 अरब वर्ष से अधिक पुराना नहीं है। आज केवल वैज्ञानिक ही इनका अध्ययन कर सकते हैं।
पृथ्वी के विकास का पूर्व-भूवैज्ञानिक चरण और भी कई रहस्यों से भरा हुआ है। यह 0.9 अरब वर्ष की अवधि को कवर करता है और गैसों और जल वाष्प की रिहाई के साथ ग्रह पर ज्वालामुखी की व्यापक अभिव्यक्ति की विशेषता है। यह इस समय था कि पृथ्वी के मुख्य गोले में स्तरीकरण की प्रक्रिया शुरू हुई - कोर, मेंटल, क्रस्ट और वायुमंडल। यह माना जाता है कि यह प्रक्रिया हमारे ग्रह पर उल्कापिंडों की तीव्र बमबारी और इसके अलग-अलग हिस्सों के पिघलने से हुई थी।
पृथ्वी के इतिहास की प्रमुख घटनाओं में से एक इसके आंतरिक कोर का निर्माण था। यह संभवतः ग्रह के विकास के पूर्व-भूवैज्ञानिक चरण में हुआ था, जब सभी पदार्थ दो मुख्य भू-मंडलों में विभाजित थे - कोर और मेंटल।
दुर्भाग्य से, पृथ्वी की कोर के गठन के बारे में अभी भी कोई विश्वसनीय सिद्धांत नहीं है, जिसे गंभीर वैज्ञानिक जानकारी और साक्ष्य द्वारा समर्थित किया जाएगा। पृथ्वी का कोर कैसे आया? इस प्रश्न पर, वैज्ञानिक दो मुख्य परिकल्पनाएँ प्रस्तुत करते हैं।
पहले संस्करण के अनुसार, पृथ्वी के उद्भव के तुरंत बाद पदार्थ सजातीय था।
इसमें पूरी तरह से माइक्रोपार्टिकल्स शामिल थे जिन्हें आज उल्कापिंडों में देखा जा सकता है। लेकिन एक निश्चित अवधि के बाद, इस सजातीय द्रव्यमान को एक भारी कोर में विभाजित किया गया था, जहां कांच सभी लोहे और एक हल्का सिलिकेट मेंटल होता है। दूसरे शब्दों में, पिघले हुए लोहे की बूंदें और साथ में भारी रासायनिक यौगिक हमारे ग्रह के केंद्र में बस गए और वहां एक कोर बन गया, जो आज तक काफी हद तक पिघला हुआ है। जैसे ही भारी तत्व पृथ्वी के केंद्र में पहुंचे, प्रकाश स्लैग, इसके विपरीत, ऊपर की ओर - ग्रह की बाहरी परतों तक तैरने लगे। आज, ये प्रकाश तत्व ऊपरी मेंटल और पृथ्वी की पपड़ी बनाते हैं।
पदार्थ का ऐसा विभेदीकरण क्यों हुआ? यह माना जाता है कि इसके गठन की प्रक्रिया के पूरा होने के तुरंत बाद, पृथ्वी तीव्रता से गर्म होने लगी, मुख्य रूप से कणों के गुरुत्वाकर्षण संचय की प्रक्रिया में जारी ऊर्जा के साथ-साथ व्यक्ति के रेडियोधर्मी क्षय की ऊर्जा के कारण। रासायनिक तत्व।
ग्रह का अतिरिक्त ताप और एक लौह-निकल मिश्र धातु का निर्माण, जो अपने महत्वपूर्ण विशिष्ट गुरुत्व के कारण, धीरे-धीरे पृथ्वी के केंद्र में उतरा, कथित उल्कापिंड बमबारी द्वारा सुगम बनाया गया था।
सच है, यह परिकल्पना कुछ कठिनाइयों का सामना करती है। उदाहरण के लिए, यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है कि तरल अवस्था में भी लौह-निकल मिश्र धातु कैसे एक हजार किलोमीटर से अधिक नीचे उतरने और ग्रह के केंद्र के क्षेत्र तक पहुंचने में सक्षम थी।
दूसरी परिकल्पना के अनुसार, पृथ्वी की कोर का निर्माण लोहे के उल्कापिंडों से हुआ था जो ग्रह की सतह से टकराए थे, और बाद में यह पत्थर के उल्कापिंडों के एक सिलिकेट खोल के साथ उग आया और मेंटल का निर्माण किया।

इस परिकल्पना में एक गंभीर दोष है। ऐसे में बाहरी अंतरिक्ष में लोहे और पत्थर के उल्कापिंड अलग-अलग मौजूद होने चाहिए। आधुनिक शोध से पता चलता है कि लोहे के उल्कापिंड केवल एक ग्रह के आंतों में उत्पन्न हो सकते हैं जो हमारे सौर मंडल और सभी ग्रहों के गठन के बाद महत्वपूर्ण दबाव में विघटित हो गए।
पहला संस्करण अधिक तार्किक लगता है, क्योंकि यह पृथ्वी के कोर और मेंटल के बीच एक गतिशील सीमा प्रदान करता है। इसका मतलब है कि उनके बीच पदार्थ के अलग होने की प्रक्रिया ग्रह पर बहुत लंबे समय तक जारी रह सकती है, जिससे पृथ्वी के आगे के विकास पर बहुत प्रभाव पड़ेगा।
इस प्रकार, यदि हम ग्रह की कोर के गठन की पहली परिकल्पना को आधार के रूप में लेते हैं, तो पदार्थ के विभेदन की प्रक्रिया लगभग 1.6 बिलियन वर्षों तक चली। गुरुत्वाकर्षण विभेदन और रेडियोधर्मी क्षय के कारण पदार्थ का पृथक्करण सुनिश्चित हुआ।
भारी तत्व केवल उस गहराई तक डूबे थे जिसके नीचे पदार्थ इतना चिपचिपा था कि लोहा अब डूब नहीं सकता था। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, पिघले हुए लोहे और उसके ऑक्साइड की एक बहुत घनी और भारी कुंडलाकार परत बन गई। यह हमारे ग्रह के आदिम कोर के हल्के पदार्थ के ऊपर स्थित था। फिर पृथ्वी के केंद्र से हल्के सिलिकेट पदार्थ को निचोड़ा गया। इसके अलावा, यह भूमध्य रेखा पर विस्थापित हो गया था, जिसने ग्रह की विषमता की शुरुआत को चिह्नित किया हो सकता है।
यह माना जाता है कि पृथ्वी के लोहे के कोर के निर्माण के दौरान, ग्रह के आयतन में उल्लेखनीय कमी आई, जिसके परिणामस्वरूप इसकी सतह अब तक कम हो गई है। हल्के तत्वों और उनके यौगिकों ने सतह पर "तैरते" एक पतली प्राथमिक परत का गठन किया, जो स्थलीय समूह के सभी ग्रहों की तरह, तलछट की एक परत से ढके ज्वालामुखीय बेसल से बना था।
हालाँकि, पृथ्वी की कोर और मेंटल के निर्माण से जुड़ी पिछली प्रक्रियाओं के जीवित भूवैज्ञानिक प्रमाणों को खोजना संभव नहीं है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, पृथ्वी ग्रह पर सबसे पुरानी चट्टानें लगभग 4 अरब वर्ष पुरानी हैं। सबसे अधिक संभावना है, ग्रह के विकास की शुरुआत में, उच्च तापमान और दबावों के प्रभाव में, प्राथमिक बेसाल्ट कायापलट, पिघल गया और हमारे लिए ज्ञात ग्रेनाइट-गनीस चट्टानों में बदल गया।
हमारे ग्रह का मूल क्या है, जिसका गठन संभवत: पृथ्वी के विकास के शुरुआती चरणों में हुआ था? इसमें एक बाहरी और एक आंतरिक खोल होता है। वैज्ञानिक मान्यताओं के अनुसार, 2900-5100 किमी की गहराई पर एक बाहरी कोर होता है, जो अपने भौतिक गुणों में तरल के करीब होता है।
बाहरी कोर पिघले हुए लोहे और निकल की एक धारा है जो बिजली का अच्छी तरह से संचालन करती है। यह इस कोर के साथ है कि वैज्ञानिक पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति को जोड़ते हैं। पृथ्वी के केंद्र में शेष 1270 किमी की दूरी पर आंतरिक कोर का कब्जा है, जो कि 80% लोहा और 20% सिलिकॉन डाइऑक्साइड है।
आंतरिक कोर कठोर और उच्च तापमान है। यदि बाहरी का सीधा संबंध मेंटल से है, तो पृथ्वी का आंतरिक कोर अपने आप मौजूद है। इसकी कठोरता, उच्च तापमान के बावजूद, ग्रह के केंद्र में विशाल दबाव द्वारा प्रदान की जाती है, जो 3 मिलियन वायुमंडल तक पहुंच सकती है।
नतीजतन, कई रासायनिक तत्व धात्विक अवस्था में बदल जाते हैं। इसलिए, यह भी सुझाव दिया गया है कि पृथ्वी के आंतरिक कोर में धात्विक हाइड्रोजन होता है।
घने आंतरिक कोर का हमारे ग्रह के जीवन पर गंभीर प्रभाव पड़ता है। इसमें ग्रहीय गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र शामिल है, जो पृथ्वी के प्रकाश गैस के गोले, जलमंडल और भूमंडलीय परतों को बिखरने से रोकता है।
संभवतः, ऐसा क्षेत्र ग्रह के निर्माण के बाद से कोर की विशेषता रहा है, चाहे वह उस समय की रासायनिक संरचना और संरचना में कुछ भी हो। इसने गठित कणों के केंद्र में संकुचन में योगदान दिया।
फिर भी, नाभिक की उत्पत्ति और पृथ्वी की आंतरिक संरचना का अध्ययन उन वैज्ञानिकों के लिए सबसे अधिक दबाव वाली समस्या है जो हमारे ग्रह के भूवैज्ञानिक इतिहास के अध्ययन में निकटता से शामिल हैं। इस मुद्दे के अंतिम समाधान से पहले अभी एक लंबा रास्ता तय करना है। विभिन्न अंतर्विरोधों से बचने के लिए आधुनिक विज्ञान ने इस परिकल्पना को अपनाया है कि पृथ्वी के निर्माण के साथ-साथ नाभिक बनने की प्रक्रिया भी शुरू हुई।

वैज्ञानिकों ने पृथ्वी के मूल में होने वाली प्रक्रियाओं का एक नया मॉडल तैयार किया है। यह कुछ हद तक पारंपरिक के साथ है, जिसके अनुसार कोर धीरे-धीरे ठंडा हो जाता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि कुछ जगहों पर, इसके विपरीत, यह गर्म होता है, क्योंकि क्रस्ट और मेंटल के साथ इसकी बातचीत अधिक सक्रिय होती है। यह पृथ्वी की सतह के निवासियों को कैसे प्रभावित कर सकता है?

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हमारे ग्रह के केंद्र में स्थित पदार्थ, जिसे नाभिक कहा जाता है, एक बहुत ही रहस्यमय चीज है। और सभी क्योंकि, जैसा कि आप समझते हैं, अब तक, एक से अधिक वैज्ञानिकों ने परमाणु पदार्थ का सबसे छोटा नमूना भी अपने हाथों में नहीं लिया है। आधुनिक तकनीकों के साथ, इसे निकालना संभव नहीं है, क्योंकि कोर सतह से 2,900 किमी की गहराई पर स्थित है, और अधिकतम गहराई जिस तक वैज्ञानिक हमारे ग्रह की पपड़ी को ड्रिल करने में सक्षम हैं, 12 किमी है। 290 मीटर (यह कतर में अल-शाहिन तेल बेसिन में स्थित Maersk Oil BD-04A तेल कुएं की गहराई है)।

इसलिए, अब तक, पृथ्वी के बहुत दिल में क्या है, इसके बारे में हमारा ज्ञान बहुत अनुमानित है। यह माना जाता है कि कोर में लोहे से संबंधित अन्य तत्वों के मिश्रण के साथ एक लौह-निकल मिश्र धातु होता है। कोर के गोले की औसत त्रिज्या लगभग 3.5 हजार किमी (जो चंद्रमा के आकार से लगभग दोगुनी है) और इसका द्रव्यमान लगभग 1.932 × 1024 किलोग्राम है। इस मामले में, कोर को लगभग 1300 किमी की त्रिज्या के साथ एक ठोस आंतरिक में विभाजित किया गया है, और एक तरल बाहरी, जिसकी त्रिज्या लगभग 2200 किमी है, जिसके बीच, कुछ वैज्ञानिकों के अनुसार, एक संक्रमण क्षेत्र है।

परंपरागत रूप से, यह माना जाता है कि इतनी गहराई पर स्थितियाँ वास्तव में नारकीय होती हैं: कोर के केंद्र में तापमान 5000 तक पहुँच जाता है, वहाँ पदार्थ का घनत्व लगभग 12.5 t / m³ होता है, और दबाव 361 GPa तक पहुँच जाता है। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि सामान्य तौर पर, नाजुक जीवों को कोर से दूर रहने की आवश्यकता होती है। साथ ही, हमारे इस पदार्थ में रुचि काफी बड़ी है। और बिल्कुल नहीं, क्योंकि भू-रसायनविदों के आंकड़ों के अनुसार, सभी कीमती धातुओं का 90% तक ग्रह के केंद्रीय क्षेत्र में केंद्रित है। तथ्य यह है कि यह कोर है जो पृथ्वी की अगली परत में पदार्थ के सक्रिय आंदोलन में योगदान देता है, मेंटल (तथाकथित मेंटल संवहन, इसके बारे में लेख "ज्वालामुखी - चिंता का स्तर बढ़ रहा है) में पढ़ें "), जो हमारे लिए ऐसी अप्रिय घटनाओं के साथ सतह पर "गूँजती है", जैसे भूकंप, ज्वालामुखी विस्फोट।

इसके अलावा, यह माना जाता है कि कोर पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को उत्पन्न करता है, जिसके महत्व को हमारे ग्रह (और उस पर जीवन) के जीवन के लिए शायद ही कम करके आंका जा सकता है। "पृथ्वी के चुंबकमंडल की प्रकृति एक रहस्य बनी हुई है। हम पृथ्वी के केंद्र में जाकर वहां से नमूने नहीं ले सकते। हम केवल सतह पर और सैद्धांतिक मॉडल पर लिए गए अप्रत्यक्ष मापों पर भरोसा कर सकते हैं जो यह बता सकते हैं कि कोर में क्या हो रहा है, ”विश्वविद्यालय के भूभौतिकीविद् जॉन माउंड, कोर में और उसके आसपास होने वाली प्रक्रियाओं के अध्ययन में शामिल वैज्ञानिकों में से एक कहते हैं। लीड्स (यूके)।

हाल ही में, माउंड के समूह ने हाल के वर्षों के कुछ आंकड़ों का विश्लेषण करने के बाद, नाभिक की वर्तमान स्थिति का एक बहुत ही दिलचस्प मॉडल प्रस्तुत किया। परंपरागत रूप से, यह माना जाता था कि, लगभग ४.५ अरब साल पहले उत्पन्न होने के बाद, पृथ्वी की कोर पहले गरमागरम थी, और फिर धीरे-धीरे ठंडा होने लगी (यह प्रक्रिया आज भी जारी है)। कोर के इस "ठंड" के दौरान जो गर्मी निकलती है, वह संवहन के दौरान मेंटल के माध्यम से क्रस्ट तक बढ़ जाती है - यह मान लेना तर्कसंगत है कि गर्म, और, तदनुसार, मेंटल में कम घनी सामग्री सतह पर उठती है, जबकि ठंडा और भारी वाला कोर में डूब जाता है। ऐसा माना जाता है कि ये धाराएं, ग्रह के घूर्णन के संयोजन में, पृथ्वी के "आंतरिक डायनेमो" के काम को खिलाती हैं, जो इसके चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण करती है।

हालांकि, माउंड और उनके सहयोगी इस नतीजे पर पहुंचे हैं कि यह इतना आसान नहीं है। उनके मॉडल के अनुसार, कोर में एक रिवर्स प्रक्रिया भी हो सकती है, जिससे न केवल इसकी शीतलन होती है, बल्कि इस पदार्थ को गर्म करने और यहां तक ​​​​कि पिघलने तक भी ले जाया जाता है। अपने काम में, उन्होंने संवहन प्रक्रिया की विशेषताओं और नवीनतम भूकंपीय डेटा दोनों को ध्यान में रखा। नतीजतन, एक बहुत ही दिलचस्प तस्वीर विकसित हुई है - माउंड के मॉडल के अनुसार, कोर और मेंटल के बीच की सीमा पर गर्मी का प्रवाह एक बहुत ही अलग चरित्र ले सकता है, जो कि ऊपरी मेंटल परत की संरचना पर निर्भर करता है। पृथ्वी के कुछ क्षेत्रों में, जहां यह परत पहले ही गर्म हो चुकी है, यह इस तथ्य की ओर जाता है कि थर्मल ऊर्जा मेंटल से "प्रतिबिंबित" होती है और वापस कोर की ओर निर्देशित होती है, अंततः इसे पिघला देती है।

विशेष रूप से, इस तरह के भूकंपीय रूप से सक्रिय क्षेत्र में प्रशांत ज्वालामुखी रिंग ऑफ फायर (कामचटका प्रायद्वीप से शुरू होता है, फिर कुरील, जापानी, फिलीपीन द्वीप समूह से होकर न्यू गिनी, सोलोमन द्वीप, न्यूजीलैंड, उत्तर-पश्चिम अंटार्कटिका, टिएरा तक जाता है। डेल फुएगो द्वीप समूह, और एंडीज, कॉर्डिलेरा और अलेउतियन द्वीप समूह के माध्यम से फिर से कामचटका लौटते हैं।), जहां समुद्री क्रस्ट मेंटल में गिर जाता है, ठोस लिथोस्फेरिक प्लेटों की एक मोटी परत मेंटल से गर्मी लेती है और इसे ठंडा करती है। नतीजतन, ठंडा मेंटल कोर से ही गर्मी खींचने लगता है। इसलिए, ऊपर वर्णित क्षेत्र के अंतर्गत जो हिस्सा है वह वर्तमान में ठंडा हो रहा है।

लेकिन अफ्रीका और मध्य प्रशांत के विशाल क्षेत्रों में एक बहुत ही अलग तस्वीर देखी जाती है। वहां, मेंटल का तापमान बहुत अधिक होता है, क्योंकि इसके ऊपर पड़ी पपड़ी दूर नहीं जाती है, बल्कि, इसके विपरीत, गर्मी को दूर कर देती है। नतीजतन, एक विशाल गर्मी इन्सुलेटर के रूप में काम करने वाला मेंटल, कोर से आने वाले अवरक्त विकिरण के प्रतिबिंब का कारण बनता है (चूंकि, ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, गर्मी केवल अधिक गर्म से कम गर्म शरीर में जा सकती है, लेकिन कभी नहीं इसके विपरीत), जो पृथ्वी की केंद्रीय परत के गर्म होने और बाद में पिघलने का कारण बनता है ...

तो, यह पता चला है कि पारंपरिक मॉडल द्वारा वर्णित की तुलना में कोर और मेंटल की बातचीत बहुत अधिक जटिल है। लेकिन नाभिक के तापमान और उसके घनत्व में परिवर्तन से चुंबकीय क्षेत्र की स्थिति पर अवश्य प्रभाव पड़ता है। शायद हमारे ग्रह के मैग्नेटोस्फीयर (तथाकथित भू-चुंबकीय तूफान) में होने वाली कुछ अभी भी अस्पष्टीकृत गड़बड़ी कोर के असमान शीतलन से संबंधित हैं? यह भी संभव है कि न्यूक्लियर-मेंटल इंटरैक्शन वैश्विक प्रक्रियाओं को अधिक सक्रिय रूप से प्रभावित कर सकते हैं, जैसे कि हमारे ग्रह की सतह पर होने वाले जलवायु परिवर्तन।

हालांकि, खुद टीले और उनके सहयोगियों का कहना है कि कोर, मेंटल और लिथोस्फीयर की बातचीत का उनका मॉडल अभी भी केवल एक सैद्धांतिक धारणा है। उनका मानना ​​​​है कि परियोजना "एकीकृत महासागर ड्रिलिंग कार्यक्रम" के दौरान प्राप्त डेटा, जो अगले साल शुरू होने वाला है (इसके बारे में "पृथ्वी के केंद्र की यात्रा - वास्तविकता" लेख में और पढ़ें) पुष्टि या इनकार करने में सक्षम होंगे यह। इसलिए वैज्ञानिकों को बेसब्री से ड्रिलिंग ऑपरेशन शुरू होने का इंतजार है। और समानांतर में, वे सुधार गणना करते हैं ...

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पृथ्वी की कोर - लगभग 2900 किमी की औसत गहराई पर स्थित 3470 किमी के औसत व्यास के साथ पृथ्वी का आंतरिक भूमंडल। इसे लगभग 1300 किमी के व्यास के साथ एक ठोस आंतरिक कोर और लगभग 2200 किमी की मोटाई के साथ एक तरल बाहरी कोर में विभाजित किया गया है, जिसके बीच बढ़े हुए घनत्व के तरल के एक संक्रमणकालीन क्षेत्र को कभी-कभी 250 किमी में प्रतिष्ठित किया जाता है। संभवतः अन्य साइडरोफिलिक तत्वों के मिश्रण के साथ एक लौह-निकल मिश्र धातु होता है। पृथ्वी के कोर के केंद्र में तापमान 5000 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, घनत्व लगभग 12.5 टी / एम है, दबाव 361 जीपीए तक है। कोर का द्रव्यमान 1932 x 10 24 किग्रा है।
कोर के बारे में बहुत कम जानकारी है - सभी जानकारी अप्रत्यक्ष भूभौतिकीय या भू-रासायनिक विधियों द्वारा प्राप्त की गई थी, कोर सामग्री के नमूने उपलब्ध नहीं हैं, और निकट भविष्य में प्राप्त होने की संभावना नहीं है।

अनुसंधान इतिहास

हेनरी कैवेंडिश पृथ्वी के अंदर बढ़े हुए घनत्व के क्षेत्र के अस्तित्व का सुझाव देने वाले पहले लोगों में से एक थे, जिन्होंने पृथ्वी के द्रव्यमान और औसत घनत्व की गणना की और पाया कि यह चट्टानों की घनत्व विशेषता से बहुत अधिक है जो पृथ्वी पर उभरती है। पृथ्वी की सतह।
तथाकथित "भूकंपीय छाया" के प्रभाव की उपस्थिति के लिए जर्मन भूकंपविज्ञानी ई। विचर्ट द्वारा 1897 में कोर के अस्तित्व को साबित किया गया था। 1910 में, अनुदैर्ध्य भूकंपीय तरंगों के वेग में तेज उछाल के पीछे, अमेरिकी भूभौतिकीविद् बी। गुटेनबर्ग ने इसकी सतह की गहराई - 2900 किमी निर्धारित की।

भू-रसायन विज्ञान के संस्थापक वी.एम. गोल्डश्मिट (जर्मन। विक्टर मोरित्ज़ गोल्डश्मिट(१८८८-१९४७) १९२२ में यह सुझाव दिया गया कि कोर का निर्माण प्राथमिक पृथ्वी के विकास के दौरान या बाद की अवधि में गुरुत्वाकर्षण भेदभाव से हुआ था। एक वैकल्पिक परिकल्पना है कि प्रोटोप्लेनेटरी क्लाउड में लौह कोर का उदय जर्मन वैज्ञानिक ए। एकेन (1944), अमेरिकी वैज्ञानिक ई। ओरोवन और सोवियत वैज्ञानिक ए.पी. विनोग्रादोव (60-70 के दशक) द्वारा विकसित किया गया था।

1941 में, कुह्न और रिटमैन ने सूर्य और पृथ्वी की रासायनिक संरचना की पहचान की परिकल्पना और हाइड्रोजन में चरण संक्रमण की गणना के आधार पर सुझाव दिया कि पृथ्वी के मूल में धात्विक हाइड्रोजन है। इस परिकल्पना का प्रयोगात्मक परीक्षण नहीं किया गया है। शॉक कंप्रेशन के प्रयोगों से पता चला है कि धात्विक हाइड्रोजन का घनत्व कोर के घनत्व से कम परिमाण के क्रम के बारे में है। हालाँकि, बाद में इस परिकल्पना को विशाल ग्रहों - बृहस्पति, शनि, आदि की संरचना की व्याख्या करने के लिए अनुकूलित किया गया था। आधुनिक विज्ञान का संबंध है कि चुंबकीय क्षेत्र ठीक धात्विक हाइड्रोजन कोर में उत्पन्न होता है।

इसके अलावा, वी.एन. लोदोचनिकोव और यू। रामसे ने सुझाव दिया कि निचले मेंटल और कोर की रासायनिक संरचना समान है - 1.36 Mbar के दबाव में कोर-मेंटल सीमा पर, मेंटल सिलिकेट्स एक तरल धातु चरण (धातुयुक्त सिलिकेट कोर) में बदल जाते हैं।

मूल रचना

कोर की संरचना का अनुमान केवल कुछ स्रोतों से लगाया जा सकता है।

लोहे के उल्कापिंडों के नमूने, जो क्षुद्रग्रहों और प्रोटोप्लानेट्स के कोर के टुकड़े हैं, को कोर मैटर के सबसे करीब माना जाता है। हालांकि, लोहे के उल्कापिंड पृथ्वी की कोर की सामग्री के बराबर नहीं हैं, क्योंकि वे बहुत छोटे पिंडों में बने हैं, अर्थात। अन्य भौतिक रासायनिक मापदंडों के साथ।

ग्रेविमेट्रिक डेटा से, कोर घनत्व ज्ञात होता है, जो अतिरिक्त रूप से घटक संरचना को सीमित करता है। चूंकि कोर का घनत्व लौह-निकल मिश्र धातुओं के घनत्व से लगभग 10% कम है, इसलिए पृथ्वी के कोर में लोहे के उल्कापिंडों की तुलना में अधिक प्रकाश तत्व होते हैं।

भू-रासायनिक विचारों के आधार पर, पृथ्वी की प्राथमिक संरचना की गणना और अन्य भू-मंडलों में पाए जाने वाले तत्वों के अनुपात की गणना करके, कोर की संरचना का अनुमानित अनुमान बनाना संभव है। इन गणनाओं को पिघले हुए लोहे और सिलिकेट चरणों के बीच तत्वों के वितरण पर उच्च तापमान और उच्च-बैरिक प्रयोगों द्वारा सहायता प्रदान की जाती है।

पृथ्वी के कोर का गठन

गठन का समय

पृथ्वी के इतिहास में नाभिक का निर्माण एक महत्वपूर्ण क्षण है। इस घटना की उम्र निर्धारित करने के लिए निम्नलिखित विचारों का उपयोग किया गया था:

जिस पदार्थ से पृथ्वी का निर्माण हुआ, उसमें एक समस्थानिक 182 Hf था, जिसकी अर्ध-आयु 9 मिलियन वर्ष है और यह 182 W के समस्थानिक में परिवर्तित हो जाता है। हेफ़नियम लिथोफिलिक तत्व हैं, अर्थात। पृथ्वी के प्राथमिक पदार्थ को सिलिकेट और धात्विक चरणों में अलग करने के दौरान, यह मुख्य रूप से सिलिकेट चरण में केंद्रित था, और टंगस्टन, एक साइडरोफिलिक तत्व, और धातु चरण में केंद्रित था। पृथ्वी के धात्विक कोर में, Hf/W अनुपात शून्य के करीब है, जबकि सिलिकेट शेल में यह अनुपात 15 के करीब है।

गैर-अंशांकित चोंड्राइट और लौह उल्कापिंडों के विश्लेषण से, हेफ़नियम और टंगस्टन के समस्थानिकों का प्राथमिक अनुपात ज्ञात होता है।
यदि कोर 182 एचएफ के आधे जीवन की तुलना में अधिक समय के बाद बनता है, तो यह लगभग पूरी तरह से 182 डब्ल्यू में बदल जाता है, और पृथ्वी के सिलिकेट हिस्से में टंगस्टन की समस्थानिक संरचना और इसकी कोर समान होगी , चोंड्राइट्स के समान।
यदि कोर का गठन किया गया था जबकि 182 एचएफ अभी तक विघटित नहीं हुआ था, तो पृथ्वी के सिलिकेट शेल में चोंड्राइट्स की तुलना में 182 डब्ल्यू से कुछ अधिक होना चाहिए, जो वास्तव में मनाया जाता है।

पृथ्वी के धात्विक और सिलिकेट भागों के पृथक्करण के इस मॉडल के आधार पर, गणनाओं से पता चला है कि कोर का निर्माण 30 मिलियन से भी कम वर्षों में हुआ था, क्योंकि सौर मंडल में पहले ठोस कणों का निर्माण हुआ था। इसी तरह की गणना धात्विक उल्कापिंडों के लिए की जा सकती है, जो छोटे ग्रहों के पिंडों के नाभिक के टुकड़े हैं। उनमें, नाभिक का निर्माण बहुत तेजी से हुआ - कई मिलियन वर्षों में। आंतरिक ठोस कोर की आयु 2-4 अरब वर्ष आंकी गई है।

सोरोख्तिन - उषाकोव सिद्धांत

सोरोख्तिन-उशाकोव मॉडल के अनुसार, पृथ्वी की कोर के गठन की प्रक्रिया लगभग 1.6 बिलियन वर्ष (4 से 2.6 बिलियन वर्ष पूर्व) तक फैली हुई थी। लेखकों के अनुसार, पृथ्वी की कोर का निर्माण दो चरणों में हुआ। सबसे पहले, ग्रह ठंडा था, और इसकी गहराई में कोई हलचल नहीं थी। फिर यह धातु के लोहे के पिघलने की शुरुआत तक रेडियोधर्मी क्षय की ऊर्जा से गर्म हो गया, जो पृथ्वी के केंद्र में प्रवेश करना शुरू कर दिया। उसी समय, गुरुत्वाकर्षण भेदभाव के कारण, बड़ी मात्रा में गर्मी जारी की गई थी, और केवल नाभिक के अलग होने की प्रक्रिया तेज हो गई थी। यह प्रक्रिया केवल उस गहराई तक आगे बढ़ी जिसके नीचे अल्ट्रा-हाई प्रेशर से पदार्थ इतना चिपचिपा हो गया कि लोहा अब और गहराई तक नहीं डूब सकता। नतीजतन, पिघले हुए लोहे और उसके ऑक्साइड की घनी कुंडलाकार परत बन गई। यह पृथ्वी के आदिम "कोर" के हल्के पदार्थ के ऊपर स्थित था। बाद में, भूमध्य रेखा पर पृथ्वी के केंद्र से सिलिकेट पदार्थ का निचोड़ हुआ, जिससे ग्रह की विषमता हुई।

पृथ्वी के कोर के गठन का तंत्र

नाभिक के निर्माण के तंत्र के बारे में बहुत कम जानकारी है। विभिन्न अनुमानों के अनुसार, गठन एक दबाव और तापमान के करीब हुआ, जो अब ऊपरी और मध्य मंडल में शासन करता है, न कि ग्रह और क्षुद्रग्रहों में। इसका अर्थ है कि पृथ्वी के अभिवृद्धि के दौरान, इसका नया समरूपीकरण हुआ।

आंतरिक कोर के निरंतर अद्यतन के लिए तंत्र

हाल के वर्षों में कई अध्ययनों ने पृथ्वी के कोर के विषम गुणों को दिखाया है - यह पाया गया कि भूकंपीय तरंगें पश्चिमी की तुलना में कोर के पूर्वी भाग को तेजी से पार करती हैं। शास्त्रीय मॉडल मानते हैं कि हमारे ग्रह का आंतरिक कोर एक सममित, सजातीय और व्यावहारिक रूप से स्थिर गठन है, जो बाहरी कोर के पदार्थ के जमने के कारण धीरे-धीरे बढ़ रहा है। हालांकि, आंतरिक कोर काफी गतिशील है।
जोसेफ फूरियर विश्वविद्यालयों के शोधकर्ताओं का एक समूह (fr। यूनिवर्सिटी जोसेफ फूरियर)और ल्यों (fr। यूनिवर्सिटी डे ल्यों)इस धारणा को आगे रखें कि पृथ्वी का आंतरिक कोर पश्चिम में लगातार क्रिस्टलीकृत हो रहा है और पूर्व में पिघल रहा है। आंतरिक कोर का ज्यामितीय केंद्र पृथ्वी के केंद्र के सापेक्ष विस्थापित होता है। पश्चिम और पूर्व में कोर के हिस्सों में अलग-अलग तापमान होते हैं, जो एकतरफा पिघलने और क्रिस्टलीकरण की ओर जाता है। यह आंतरिक कोर के पूरे द्रव्यमान को गति में सेट करता है, धीरे-धीरे पश्चिम से पूर्व की ओर शिफ्ट होता है, जहां ढहने वाला ठोस 1.5 सेमी / वर्ष की गति से तरल शेल की संरचना को फिर से भर देता है। वे। 100 मिलियन वर्षों में पूर्ण रीमेल्टिंग। कोर के पश्चिम और पूर्व में प्रकाश और भारी तत्वों के अनुपात में अंतर स्वाभाविक रूप से भूकंपीय तरंगों के वेग में अंतर पैदा करता है।

इस तरह की शक्तिशाली ठोसकरण और पिघलने की प्रक्रिया बाहरी कोर में संवहनी प्रवाह को प्रभावित नहीं कर सकती है। वे ग्रहों की गतिशीलता, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र, मेंटल के व्यवहार और महाद्वीपों की गति को प्रभावित करते हैं। परिकल्पना कोर और शेष ग्रह के घूर्णन की गति, चुंबकीय ध्रुवों के त्वरित बदलाव के बीच विसंगति की व्याख्या करती है।

अपनी चाबियों को पिघले हुए लावा की धारा में गिराने के बाद, उन्हें अलविदा कहो क्योंकि, ठीक है, यार, वे सब कुछ हैं।
- जैक हैंडी

हमारे गृह ग्रह को देखने पर आप देख सकते हैं कि इसकी सतह का 70% हिस्सा पानी से ढका हुआ है।

हम सभी जानते हैं कि ऐसा क्यों है: क्योंकि पृथ्वी के महासागर चट्टानों और मिट्टी से ऊपर उठते हैं जो भूमि बनाते हैं। उछाल की अवधारणा, जिसमें कम घनी वस्तुएं घनीभूत, डूबती हुई वस्तुओं के ऊपर तैरती हैं, केवल महासागरों की तुलना में बहुत अधिक व्याख्या करती हैं।

वही सिद्धांत जो बताता है कि बर्फ पानी में क्यों तैरती है, हीलियम की एक गेंद वायुमंडल में उगती है, और पत्थर झील में डूब जाते हैं, यह बताता है कि ग्रह पृथ्वी की परतें इस तरह क्यों व्यवस्थित हैं।

पृथ्वी का सबसे कम घना हिस्सा, वायुमंडल, पानी वाले महासागरों के ऊपर तैरता है जो पृथ्वी की पपड़ी के ऊपर तैरते हैं, जो एक सघन मेंटल के ऊपर बैठता है जो पृथ्वी के सबसे घने हिस्से में नहीं डूबता है: कोर।

आदर्श रूप से, पृथ्वी की सबसे स्थिर स्थिति वह होगी जो आदर्श रूप से परतों में वितरित की जाएगी, जैसे प्याज, केंद्र में सबसे घने तत्वों के साथ, और जैसे ही आप बाहर की ओर बढ़ते हैं, प्रत्येक बाद की परत में कम घने तत्व होते हैं। और हर भूकंप, वास्तव में, ग्रह को इस अवस्था की ओर ले जाता है।

और यह न केवल पृथ्वी, बल्कि सभी ग्रहों की संरचना की व्याख्या करता है, अगर आपको याद है कि ये तत्व कहां से आए हैं।

जब ब्रह्मांड छोटा था - केवल कुछ मिनट पुराना - इसमें केवल हाइड्रोजन और हीलियम मौजूद था। सभी भारी तत्वों को तारों में बनाया गया था, और जब ये तारे मर गए, तभी भारी तत्व ब्रह्मांड में चले गए, जिससे नई पीढ़ी के तारे बन गए।

लेकिन इस बार इन सभी तत्वों का मिश्रण - न केवल हीलियम के साथ हाइड्रोजन, बल्कि कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, सिलिकॉन, मैग्नीशियम, सल्फर, लोहा और अन्य - न केवल एक तारा बनाता है, बल्कि इस तारे के चारों ओर एक प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क भी बनाता है।

बनाने वाले तारे में अंदर से बाहर का दबाव हल्के तत्वों को बाहर धकेलता है, और गुरुत्वाकर्षण डिस्क में अनियमितताओं का कारण बनता है और ग्रहों का निर्माण करता है।

सौर मंडल के मामले में, चार आंतरिक दुनिया प्रणाली के सभी ग्रहों में सबसे घनी हैं। पारा सबसे सघन तत्वों से बना है जो बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन और हीलियम को धारण नहीं कर सकता है।

अन्य ग्रह, अधिक विशाल और सूर्य से अधिक दूर (और इसलिए इसका विकिरण कम प्राप्त कर रहे हैं), इन अल्ट्रालाइट तत्वों को अधिक धारण करने में सक्षम थे - इस तरह गैस दिग्गजों का गठन हुआ।

सभी दुनिया में, साथ ही पृथ्वी पर, औसतन सबसे घने तत्व कोर में केंद्रित होते हैं, और फेफड़े इसके चारों ओर कम और कम घनी परतें बनाते हैं।

आश्चर्यजनक रूप से, लोहा, सबसे स्थिर तत्व, और सुपरनोवा सीमा पर बड़ी मात्रा में बनाया गया सबसे भारी तत्व, पृथ्वी के मूल में सबसे प्रचुर मात्रा में तत्व है। लेकिन शायद आश्चर्यजनक रूप से, ठोस कोर और सॉलिड मेंटल के बीच 2,000 किमी से अधिक मोटी एक तरल परत है: पृथ्वी का बाहरी कोर।

पृथ्वी की एक मोटी तरल परत है जिसमें ग्रह के द्रव्यमान का 30% है! और हमने इसके अस्तित्व के बारे में एक सरल तरीके से सीखा - भूकंप से निकलने वाली भूकंपीय तरंगों के लिए धन्यवाद!

भूकंप में, दो प्रकार की भूकंपीय तरंगें उत्पन्न होती हैं: मुख्य संपीड़न तरंग, जिसे पी-वेव के रूप में जाना जाता है, जो अनुदैर्ध्य तरीके से गुजरती है

और दूसरी कतरनी लहर, जिसे एस-वेव के रूप में जाना जाता है, समुद्र की सतह पर लहरों के समान है।

दुनिया भर में भूकंपीय स्टेशन पी- और एस-तरंगों को पकड़ने में सक्षम हैं, लेकिन एस-तरंगें तरल से नहीं गुजरती हैं, और पी-तरंगें न केवल तरल से गुजरती हैं, बल्कि अपवर्तित होती हैं!

नतीजतन, कोई यह समझ सकता है कि पृथ्वी के पास एक तरल बाहरी कोर है, जिसके बाहर एक ठोस मेंटल है, और अंदर - एक ठोस आंतरिक कोर! यही कारण है कि पृथ्वी के कोर में सबसे भारी और सघन तत्व होते हैं, और इस तरह हम जानते हैं कि बाहरी कोर एक तरल परत है।

लेकिन बाहरी कोर तरल क्यों है? सभी तत्वों की तरह, लोहे की ठोस, तरल, गैसीय या अन्य अवस्था लोहे के दबाव और तापमान पर निर्भर करती है।

आपके द्वारा उपयोग किए जाने वाले कई तत्वों की तुलना में लोहा एक अधिक जटिल तत्व है। बेशक, इसमें विभिन्न क्रिस्टलीय ठोस चरण हो सकते हैं, जैसा कि ग्राफ़ में दर्शाया गया है, लेकिन हम सामान्य दबावों में रुचि नहीं रखते हैं। हम पृथ्वी के मूल में उतरते हैं, जहां दबाव समुद्र तल से दस लाख गुना अधिक है। ऐसे उच्च दबावों के लिए चरण आरेख कैसा दिखता है?

विज्ञान की सुंदरता यह है कि भले ही आपके पास किसी प्रश्न का तत्काल उत्तर न हो, संभावना है कि किसी ने पहले ही शोध कर लिया हो, जिसका उत्तर आपको खोजने की आवश्यकता हो! इस मामले में, अहरेंस, कोलिन्स और चेन को 2001 में हमारे प्रश्न का उत्तर मिला।

और यद्यपि आरेख 120 GPa तक विशाल दबाव दिखाता है, यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि वायुमंडलीय दबाव केवल 0.0001 GPa है, जबकि आंतरिक कोर दबाव 330-360 GPa तक पहुंचता है। ऊपरी ठोस रेखा पिघलने वाले लोहे (ऊपर) और ठोस लोहे (नीचे) के बीच की सीमा को दर्शाती है। क्या आपने गौर किया है कि किस तरह एकदम सिरे पर ठोस रेखा ऊपर की ओर तीक्ष्ण मोड़ बनाती है?

330 GPa के दबाव पर लोहे को पिघलाने के लिए, एक अत्यधिक तापमान की आवश्यकता होती है, जो कि सूर्य की सतह पर प्रचलित तापमान के बराबर होता है। कम दबाव पर समान तापमान लोहे को तरल अवस्था में और उच्च दबाव में ठोस अवस्था में आसानी से बनाए रखेगा। पृथ्वी के मूल के संदर्भ में इसका क्या अर्थ है?

इसका मतलब है कि जैसे-जैसे पृथ्वी ठंडी होती है, इसका आंतरिक तापमान गिरता जाता है, जबकि दबाव अपरिवर्तित रहता है। यानी, पृथ्वी के निर्माण के दौरान, सबसे अधिक संभावना है, पूरा कोर तरल था, और जैसे ही यह ठंडा होता है, आंतरिक कोर बढ़ता है! और इस प्रक्रिया में, चूंकि ठोस लोहे में तरल लोहे की तुलना में अधिक घनत्व होता है, इसलिए पृथ्वी धीरे-धीरे सिकुड़ रही है, जिससे भूकंप आते हैं!

तो पृथ्वी का कोर तरल है क्योंकि यह लोहे को पिघलाने के लिए पर्याप्त गर्म है, लेकिन केवल कम दबाव वाले क्षेत्रों में। जैसे-जैसे पृथ्वी की उम्र बढ़ती है और ठंडी होती जाती है, कोर का अधिकाधिक भाग ठोस होता जाता है, और इसलिए पृथ्वी थोड़ी सिकुड़ती जाती है!

यदि हम भविष्य में दूर तक देखना चाहते हैं, तो हम उन्हीं गुणों के प्रकट होने की उम्मीद कर सकते हैं जो बुध में देखे जाते हैं।

बुध, अपने छोटे आकार के कारण, पहले से ही ठंडा हो चुका है और काफी सिकुड़ गया है, और सैकड़ों किलोमीटर लंबे फ्रैक्चर हैं, जो ठंडा होने के कारण संपीड़ित होने की आवश्यकता के कारण दिखाई दिए।

तो पृथ्वी के पास एक तरल कोर क्यों है? क्योंकि वह अभी ठंडी नहीं हुई है। और प्रत्येक भूकंप पृथ्वी का अंतिम, ठंडा और ठोस अवस्था के माध्यम से और के माध्यम से एक छोटा सा दृष्टिकोण है। लेकिन चिंता न करें, सूर्य उस क्षण से बहुत पहले ही फट जाएगा, और जो भी आप जानते हैं वह बहुत पहले मर जाएगा।