05.1.3. Коротко про внутрішню будову Землі

5.1.3. Коротко про внутрішню будову Землі

І все-таки, перш ніж перейти до основної теми, мені необхідно зупинитися ще на одному важливому питанні. Я маю на увазі внутрішню будову Землі. Тим більше що багато в чому моя думка не збігається з основною науковою концепцією. Виклад буде дуже коротким - лише основне і найважливіше для розуміння подальшого матеріалу.
Часом здається дивним, але доводиться визнати, що про будову своєї рідної планети ми знаємо дуже небагато. У самому спрощеному вигляді будова Землі наука являє таким, як показано на рис. 5.11.
[More]

Мал. 5.11. Внутрішня будова Землі

Всі (або майже все) дані, що ми називаємо експериментальними, отримані в результаті аналізу проходження через товщу Землі сейсмічних хвиль. За цими даними розраховуються товщина і щільність речовини шарів. Зовнішня оболонка - кора - тонка, під материками що складається з 30 - 40 кілометрового шару граніту, під океанами - з базальту товщиною 6 - 7 кілометрів (під Тихим океаном товщина кори значно менше).
Далі йде проміжний перехідний шар між твердою корою і мантією, званий астеносферой. Шар мантії простягається до так званого «рідкого ядра», а в самому центрі знаходиться те, що зазвичай називають «твердим ядром». Але це лише загальні уявлення. Шар мантії простягається до так званого «рідкого ядра», а в самому центрі знаходиться те, що зазвичай називають «твердим ядром». Але це лише загальні уявлення. Від поверхні вглиб зростає щільність і підвищується тиск. Між тиском і щільністю надр існує певна залежність. На різній глибині спостерігаються скачки щільності. Ці зміни - не що інше, як точки фазових переходів, при яких змінюються і склад, і будова, і властивості середовища. В даному випадку ми не будемо розглядати склад фаз і природу кожного конкретного переходу. Важливо інше - різні фазові зони завжди мають межу розділу, при переході через яку параметри міняються стрибком. За стрибків і виконується зразкове поділ внутрішніх зон Землі. Жодна із зазначених на малюнку зон не є однорідною і однаковою по протяжності в різних частинах земної кулі. Деякі автори вказують на те, що і мантія і ядро ​​(рідка його частина) самі мають багатошарову будову. Крім усього іншого, з приводу форми внутрішнього та зовнішнього ядра в літературі іноді зустрічається думка, що вона помітно відрізняється від сферичної. Більш того, пропонуються навіть гіпотези про те, що Земля порожниста. В даному випадку - це не наше питання. Викладене вище в загальних рисах являє собою наукове уявлення про внутрішню будову Землі. Тих, хто цікавиться адресую до своєї книги «Польовий гіперболоїд Землі ...».
На малюнку показано, що магнітна вісь не тільки не перетинається з віссю географічної, але навіть не проходить ні через геометричний центр планети, ні через так зване тверде ядро.
Про те, що стосується ядра, хочу висловити свою власну точку зору.
В геофізичної літературі, присвяченій магнітного поля Землі, найчастіше відзначається, що основний внесок в магнітний момент нашої планети вносить тверде железонікелевое ядро. При обертанні воно створює магнітний момент, і планета працює як динамо.
Тут дозволено задати відразу виникає питання: чому ядро ​​железонікелевое? Тому що тоді йому можна приписати магнітні властивості? Але залізо при нормальному тиску феромагнітних тільки нижче 768 ° С, а нікель - нижче 360 ° С. У залозі розрізняють кілька типів фаз - α, γ, δ і ε. Феромагнітним з них є тільки α - залізо? Але і то нижче 768 ° С. І навряд чи всі ці фази продовжують існувати в умовах ядра. За феромагнітна стан відповідальна недобудована електронна 3d оболонка. Вважається, що в ядрі Землі температура приблизно відповідає температурі поверхні Сонця і становить близько 5800 °. Який може бути ферромагнетизм при тих тисках і температурах, які, здавалося б, повинні розвиватися в зоні ядра? Що там діється з електронними оболонками? Хто це знає напевно? А якщо виходити з міркувань, що в ядрі повинна бути найбільша щільність, то на Землі досить металів важче заліза і нікелю. Тоді найрозумніше було б припустити, що тверде ядро ​​являє собою сплав на основі заліза (тільки тому, що його на Землі більше, ніж інших металів з великою щільністю), що містить в собі всі важкі елементи, які стоять в таблиці Д.І. Менделєєва після заліза, включаючи і тугоплавкі і радіоактивні. Припустимо, ми приймаємо наукову точку зору про те, що і тверда і рідка частини ядра існують насправді, але не вважаємо тверде ядро ​​феромагнітним. Тоді можна допустити і те, що на його поверхні внаслідок обертання в зовнішньому магнітному полі виникають вихрові струми, що генерують свою частку магнітного потоку в інтегральному магнітному полі планети. В такому випадку у нас виходить магнітогідродинамічна самозбуджується машина. Крім того, слід додати сюди ще й порушувані струми і поля в рідкої частини ядра, на його кордоні з магматичних шаром, в самому магматичному шарі з декількома внутрішніми шарами і на кордонах його з астеносферой і корою. Але вихрові струми, що виникають за рахунок обертання Землі в зовнішньому магнітному полі, - це далеко не все. Струми, що виникають на всіх поверхнях різних розплавлених внутрішніх шарів Землі, генерують свою частку інтегрального магнітного поля планети. Слід мати на увазі, що асиметрія магнітних полів - це, крім усього іншого, асиметрія циркуляційних струмів в тілі Землі теж.
Всі разом створює складні конфігурації вихрових струмів і, отже, породжених ними магнітних потоків в зовнішньому ядрі, а також в розплавленої і іонізованої магмі. Тут потрібно врахувати ще й те, що в розплавлених зонах існують не тільки широтні вихори-переноси речовини, але і осьові, викликані нахилом осі і ексцентриситетом орбіти Землі. Асиметрія струмів весь час змінюється. Утворюється надзвичайно чутлива система. Можна сказати, що Земля «дихає». Картина ще більше ускладнюється у зв'язку з відмінними режимами обертання різних шарів внаслідок внутрішнього тертя і різної щільності. Якщо до цього додати, що різні шари всередині Землі, в тому числі і обидві частини ядра, обертаються зі своїми власними швидкостями, відмінними від добової швидкості обертання Землі, то розподіл струмів і полів повинно вийти неймовірної складності. Зрозуміло, в сумарне магнітне поле Землі вносять свій внесок і інші чинники, такі як струми радіаційних поясів, поперечні струми на кордоні стратосфери і космосу і т.д.
Розглядаючи в найзагальнішому вигляді внутрішній устрій нашої планети, не можна не відзначити той найважливіший момент, що дуже істотну роль у всіх процесах, особливо що мають місце в рідкої частини, грає Місяць. Справа в тому, що центр мас системи Земля - ​​Місяць знаходиться на глибині близько 1700 км всередині Землі (або на відстані 4700 км від центру). І він постійно переміщається слідом за зміною положення Місяця. При цьому всередині рідкого ядра і в рідкій магмі повинні формуватися величезні хвилі, що компенсують зміщення центру мас. Можна тільки висловити загальні припущення, що це не може не позначитися на конвекції, масопереносу і, відповідно, на характері вихрових струмів і полів, цими процесами ініційованих. Чи можна точно оцінити і внесок всього цього в загальну картину струмів і полів всередині планети.
Дуже можливо, що за станом сучасних наукових даних ми навіть оцінити не можемо у всій повноті, скільки таких факторів і які вони. Тому уявити повністю адекватну польову картину через обмеженість наших знань не представляється можливим.
Але найголовніше, на чому б я хотіла закінчити цей розділ, моє уявлення про внутрішню будову нашої планети зовсім не збігається з наукової парадигмою. Про це і піде подальша розмова.

До змісту