Dünyanın içten gelen yüzey ısısı – milyarlarca yıl nasıl bu şekilde kaldı?

Yerden kesildiğini gördüğünüz dilim, burada parlak sarı ile gösterilen çekirdeğini ortaya çıkarıyor. Soğana benzer katmanlar halinde düzenlenmiş olan Dünyamız, her biri kendine has özelliklere sahip bir kabuk, manto, dış çekirdek ve iç çekirdekten oluşur.

Dünyanın çekirdeği milyarlarca yıl nasıl Güneş’in yüzeyi kadar sıcak kaldı?

Dünyanın hareketli plakaları içeren katmanlı yapısı, gezegen oluşumundan kalanlar ve radyoizotopların bozunması ile ısıtılır. Jeologlar, çevresel değişimler ve Dünya’daki yaşamın evrimi için gerekli olan bu iç yapıları ve hareketleri incelemek için sismik dalgaları kullanırlar. İç ısı, levha hareketlerini harekete geçirerek depremler, volkanik patlamalar ve yeni karaların ve okyanusların yaratılması gibi olaylara katkıda bulunarak Dünya’yı yaşanabilir hale getirir.

Dünyamız bir çeşit soğan gibi oluşur – katman katman.

Yukarıdan aşağıya doğru, üzerinde yürüdüğünüz yüzeyi içeren korteks vardır; sonra aşağıda, çoğunlukla sert kaya olan manto; sonra daha derin, sıvı demirden yapılmış dış çekirdek; Son olarak, katı demirden yapılmış iç çekirdek, Ay’ın hacminin %70’i kadar bir yarıçapa sahiptir. Ne kadar derine dalarsanız, o kadar sıcak olur – çekirdeğin bazı kısımları güneşin yüzeyi kadar sıcaktır.

Bu resimde dört yer altı bölümü gösterilmektedir.

Dünyanın Merkezine Yolculuk

K Dünya ve Gezegen Bilimleri ProfesörüDünyamızın içini inceliyorum. Tıpkı bir doktorun kullandığı bir teknik gibi. Sonografi Ultrason kullanarak vücudunuzdaki yapıların resimlerini yapmak için, bilim adamları Dünya’nın iç yapılarını görüntülemeye benzer bir teknik kullanırlar. Ancak ultrason yerine yerbilimciler onu kullanıyor sismik dalgalar Depremler tarafından üretilen ses dalgaları.

Dünyanın yüzeyinde kir, kum, çimen ve tabii ki kaldırımlar görüyorsunuz. Sismik titreşimler bunun altında ne olduğunu ortaya koyuyor: büyük ve küçük kayalar. Bunların hepsi kabuğun 20 mil (30 kilometre) kadar inebilen bir parçasıdır; Manto adı verilen bir katmanın üzerinde yüzer.

Mantonun üst kısmı genellikle kabukla birlikte hareket eder. Birlikte, denir litosferBazı yerlerde çok daha kalın olabilse de, ortalama olarak yaklaşık 60 mil (100 km) kalınlığındadır.

Litosfer birkaç bölüme ayrılmıştır. Büyük bloklara plaka denir. Örneğin, Pasifik Plakası tüm Pasifik Okyanusu’nun altındadır ve Kuzey Amerika Plakası, Kuzey Amerika’nın çoğunu kapsar. Paneller, kabaca birbirine uyan ve Dünya’nın yüzeyini kaplayan yapboz parçaları gibidir.

Paneller sabit değildir. Bunun yerine hareket ederler. Bazen, yıllar boyunca inçlerin en küçük kesridir. Diğer zamanlarda daha fazla hareket olur ve daha ani olur. Bu tür hareket, depremlere ve volkanik patlamalara neden olan şeydir.

Dahası, levha hareketi, Dünya’daki yaşamın evrimini yönlendiren kritik ve belki de gerekli bir faktördür, çünkü hareket eden levhalar çevreyi değiştirir ve Hayatı yeni koşullara uyum sağlamaya zorlamak.

Ayaklarınızın altında olup bitenlere hayret edeceksiniz.

ısı açık

Plaka hareketi, ısıtılmış bir pelerin gerektirir. Nitekim yerin derinliklerine inildikçe sıcaklık artar.

Plakaların dibinde, yaklaşık 60 mil (100 kilometre) derinlikte, sıcaklık yaklaşık 2.400 derecedir.[{” attribute=””>Fahrenheit (1,300 degrees Celsius).

By the time you get to the boundary between the mantle and the outer core, which is 1,800 miles (2,900 kilometers) down, the temperature is nearly 5,000 °F (2,700 °C).

Then, at the boundary between outer and inner cores, the temperature doubles, to nearly 10,800 °F (over 6,000 °C). That’s the part that’s as hot as the surface of the Sun. At that temperature, virtually everything – metals, diamonds, human beings – vaporizes into gas. But because the core is at such high pressure deep within the planet, the iron it’s made up of remains liquid or solid.

Levha tektoniği olmasaydı, insanlar muhtemelen var olmazdı.

uzayda çarpışma

Bütün bu ısı nereden geliyor?

Güneşten değil. Bizi ve Dünya yüzeyindeki tüm bitki ve hayvanları ısıtırken, güneş ışığı gezegenin kilometrelerce iç kısmına nüfuz edemez.

Aksine, iki kaynak vardır. Biri, Dünya’nın 4,5 milyar yıl önceki oluşumu sırasında miras aldığı ısıdır. Dünya, sonsuz çarpışmalar ve kaya ve moloz parçalarının birleşmesi arasında dev bir gaz bulutu olan güneş nebulasından yapılmıştır. Onlara gezegenimsi denir. Bu süreç on milyonlarca yıl sürdü.

Bu çarpışmalar sırasında tüm Dünya’yı eritmeye yetecek kadar muazzam miktarda ısı üretildi. Bu ısının bir kısmı uzayda kaybolsa da, ondan geriye kalanlar, bugün büyük bir kısmının kaldığı Dünya’nın içinde hapsoldu.

Başka bir ısı kaynağı: Dünya’da her yerde bulunan radyoaktif izotopların bozunması.

Bunu anlamak için önce bir eşya hayal edin. Üyeleri izotoplara sahip bir aile olarak. Tümü[{” attribute=””>atom of a given element has the same number of protons, but different isotope cousins have varying numbers of neutrons.

Radioactive isotopes are not stable. They release a steady stream of energy that converts to heat. Potassium-40, thorium-232, uranium-235, and uranium-238 are four of the radioactive isotopes keeping Earth’s interior hot.

Some of those names may sound familiar to you. Uranium-235, for example, is used as a fuel in nuclear power plants. Earth is in no danger of running out of these sources of heat: Although most of the original uranium-235 and potassium-40 are gone, there’s enough thorium-232 and uranium-238 to last for billions more years.

Along with the hot core and mantle, these energy-releasing isotopes provide the heat to drive the motion of the plates.

No heat, no plate movement, no life

Even now, the moving plates keep changing the surface of the Earth, constantly making new lands and new oceans over millions and billions of years. The plates also affect the atmosphere over similarly lengthy time scales.

But without the Earth’s internal heat, the plates would not have been moving. The Earth would have cooled down. Our world would likely have been uninhabitable. You wouldn’t be here.

Think about that, the next time you feel the Earth under your feet.

Written by Shichun Huang, Associate Professor of Earth and Planetary Sciences, University of Tennessee.

Adapted from an article originally published in The Conversation.