Fęrsluflokkur: Kjarninn

Stęrsti kristall jaršar

 

Carsten PeterKristall eša steind myndast žegar frumefni raša sér žétt saman į mjög reglubundinn hįtt, žannig aš śr veršur steind eša hart efni meš įkvešnar śtlķnur og form.  Flestir kristallar eru nokkrir millimetrar į stęrš.  Stęrstu kristallar, sem vitaš er um ķ jaršskorpunni finnast ķ nįmu ķ Mexķkó.  Naica nįman ķ noršur hluta Mexķkó hefur verši rekin sķšan įriš 1794 og žar hafa menn grafiš blż, silfur og sķnk śr jöršu.  Nįman er ķ  kalksteini frį Krķtartķma, en fjöldi af berggöngum śr lķparķti hafa skotist inn ķ kalkiš. Af žeim sökum er hitastig nokkuš hįtt hér ķ jaršskorpunni.  Įriš 2000 sprengdu nįmumenn sig inn ķ stórt holrżmi eša helli, sem var fullur af um 58 stiga heitu vatni.  Sķšan var hellirinn tęmdur, en jaršvatni er dęlt uppśr nįmunni, sem samsvarar um 60 žśsund lķtrum į mķnutu.  Vatniš er reyndar saltur vökvi eša pękill, sem inniheldur żmis efni ķ upplausn.  Žegar hellirinn var tęmdur af vatni, žį komu ķ ljós undurfagrir og risastórir kristallar, sem hafa vaxiš śr gólfi og veggjum hans.  Žetta eru mest kristallar af gifsi, eša kalsķum sślfati, CaSO4.   Rannsóknir sżna aš kristallarnir hafa veriš aš vaxa hér ķ meir en 200 žśsund įr.  Į žessum tķma hafa gefist kjörašstęšur fyrir kristalvöxt: stöšugur hiti, jöfn efnsamsetning pękilsins og algjör frišur fyrir kristallana aš nį risastęrš. Sumir eru allt aš 15 metrar į lengd og yfir meter ķ žvermįl.  Til aš komast ķ hellinni žaf aš fara 300 metra nišur ķ jaršskorpuna.  Žegar fariš er inn ķ hellinn er naušsynlegt aš klęšast sérstökum bśning, sem hefur innbyggt kęlikerfi til aš verjast 58 stiga hitanum og 100% raka.  Yfirleitt helst enginn žar viš meir en 30 mķnśtur.  Nżlega fór vinur minn Carsten Peter nišur ķ hellinn og tók žį žessa mynd.  Hér ķ dżpinu er ótrśleg fegurš, žar sem risavaxnir kristallar vaxa žvers og kruss um hellinn og dreifa ljósinu į töfrandi hįtt.

Sennilega eru žetta stęrstu kristallar sem finnast ķ jaršskorpunni, en žó ekki endilega stęrstu kristallar ķ jöršinni  -- žeir finnast miklu dżpra.  Sumir jaršvķsindamenn telja, aš stęrstu kristalla jaršar  sé aš finna ķ innri kjarnanum.  Žaš var Inge Lehmann sem uppgötvaši innri kjarna jaršar įriš 1936 śt frį dreifingu jaršskjįlftabylgna. Sķšan var sżnt fram į aš hann er heill, óbrįšinn, ólķkt ytri kjarnanum, sem er fljótandi jįrn.  Kjarninn ķ heild er mjög heitur, eša um 6000 stig, en žegar žrżstingurinn eykst meš dżpinu, žį storknar jįrniš ķ kristalla og myndar žannig innri kjarnann, meš žvermįl um 2440 km.  Innri kjarninn vex stöšugt, žegar jįrnbrįšin śr fljótandi ytri kjarnanum kristallast utanum innri kjarnann.  Tališ er aš innri kjarninn stękki um žaš bil  0,5 mm į įri vegna mjög hęgfara kólnunar jaršar.  kristalgerš

  Jaršskjįlftabylgjur berast ķ gegnum innri kjarnann, en žęr fara töluvert hrašar ķ noršur-sušur įtt, en austur-vestur įtt.  Jaršskjįlftabylgjan fer um fjórum sekśndum hrašar milli pólanna en žvert ķ gegnum jöršina viš mišbaug.  Žetta er um 3% hrašamunur.  Hvaš veldur žvķ aš bylgjur berast hrašar frį noršri til sušurs en ķ austur-vestur įtt?  Yfirleitt er tališ aš slķkt fyrirbęri sé vegna žess, aš kristallar hafa vissa stefnu ķ jöršinni, en jaršskjįlftabylgjur berast hrašar um einn įs kristalla en ķ ašrar įttir.   Žaš eru nokkrar geršir af jįrn kristöllum sem koma til greina ķ innri kjarnanum.  Myndin sżnir innri gerš  žeirra, eša röšun atóma ķ kristalgeršinni.  Žaš er ķ jįrni meš kristalgeršina hcp, sem jaršskjįlftabylgjur berast hrašast ķ eina įttina.   Er žetta kristatltegundin, sem myndar innri kjarnann?  Lars Stixrude og Ronald Cohen hafa rannsakaš žetta manna mest og telja aš hęgt sé aš śtskżra hrašamuninn į jaršskjįlfatbylgjum ķ gegnum innri kjarnann ašeins meš žvķ aš gera rįš fyrir aš hann sé geršur śr einum stórum kristal eša mjög fįum samhliša kristöllum.  Žarna er žį ef til vill aš finna stęrsta kristal jaršar – ķ innri kjarnanum.

Jįrnsteinn śr Kjarnanum

Ašskilnašur kjarna og möttulsĶ pistli hér fyrir nešan fjallaši ég um jįrnsteininn mikla sem féll į Thulesvęšinu į Gręnlandi endur fyrir löngu. Fyrir Inśķta var steinninn dżrmęt nįma af jįrni sem féll aš himni. En fyrir vķsindin er žaš mikilvęgasta ķ sambandi viš slķka steina aš tślka žęr upplżsingar, sem žeir gefa okkur um kjarna į plįnetum, eins og jöršinni okkar. Myndun žeirra tengist žvķ hvernig efni plįnetunnar skiljast aš eftir ešlisžyngd. Jįrnsteinn er aš sjįlfsögšu aš mestu leyti geršur śr jįrni, en hann inniheldur einnig um 8% nikkel og dįlķtiš kobalt. Žungu mįlmarnir eins og jįrn, nikkel og kóbalt, meš ešlisžyngd um 7 til 8 grömm į rśmsentimeter, sökkva nišur aš mišju plįnetunnar strax ķ upphafi. Fyrsta myndin gefur hugmynd um hvernig hinir žungu mįlmar skiljast aš samkvęmt ešlisžyngd og ašdrįtarafli og leita nišur ķ kjarnann, en létt efni, eins og kķsill, verša eftir nęr yfirborši og mynda möttul og skorpu. Widmanstatten mynsturNś, kannske ekki alveg strax, en innan viš žrjįtķu milljón įra eftir aš plįnetan okkar myndašist fyrir um 4,5 milljöršum įra. Innri gerš jįrnsteinsins segir lķka sķna sögu. Žegar sneiš er skorin af jįrnsteininum og hśn slķpuš, žį kemur ķ ljós merkilegt munstur ķ jįrninu, eins og myndin sżnir. Munstriš kemur fram žegar jįrniš kólnar og kristallast, en žį myndast textśr sem viš nefnum Widmanstätten. Žaš eru kristallar af jįrn og nikkel blöndu, sem nefnast kamacite (lķtiš nikkel) og taenite (hįtt nikkel). Žetta er eitt af höfušeinkennum jįrnsteina, eins og žeirra sem finnast į Thulesvęšinu.

Jįrnsteinninn frį Thule

Qaanaaq jįrnsteinnHér hef ég įšur fjallaš um kjarna jaršarinnar, og bent į aš hann er aš mestu geršur śr jįrni. Viš getum aldrei haldiš į steini sem er kominn śr kjarna jaršar okkar. Hins vegar getum viš skošaš og greint steina sem hafa komiš śr kjarna fjarlęgra plįneta, sem hafa sundrast og borist til jaršar. Žaš er sś tegund af loftsteinum, sem viš nefnum jįrnsteina. Nyrsta žorpiš į Gręnlandi er Qaanaaq, en žar rakst ég į merkan loftstein nżlega, sem fyrsta myndin sżnir. Hér gafst mér žį loks tękifęri til aš halda į jįrnsteini, en hann var žungur, žessi. Qaanaaq er fyrir noršan Thule, en žorpiš er tiltölulega nżtt. Žaš var įriš 1953 aš danir gįfu bandarķkjamönnum leyfi til aš reisa einn stęrsta herflugvöll į noršurslóšum į Thulesvęšinu. Savigsvik kortTil aš gera žetta kleift voru ķbśar svęšisins žvingašir til aš flytja mun noršar, į auša og yfirgefna klettaströnd, žar sem nś er žorpiš Qaanaaq ķ dag. Jįrnsteinninn ķ litla Thulesafninu ķ Qaanaaq er eitt lķtiš brot af risastórum jįrnsteini, sem barst utan śr geimnum og til jaršar fyrir um tķu žśsund įrum. Į leiš sinni ķ gegnum lofthjśp jaršar var višnįmiš svo mikiš aš yfirborš jįrnsteinsins varš glóandi heitt. Yfirboršiš brįšnaši og tapaši um 2 mm į sekśndu žar til steinninn skall til jaršar. Hann splundrašist ķ žśsund mola ķ andrśmsloftinu fyrir ofan Thulesvęšiš. Hér dreifšust brotin yfir stórt svęši og eru enn aš finnast nż. Sagan um hvernig brotin śr žessum risasteini hafa fundist er merkileg og hefur žetta jįrn haft mikil įhrif į žróun og lķf Inuit ķbuanna į Thulesvęšinu. Jįrnsteinninn, sem splundrašist yfir noršur Gręnlandi dreifši stykkjum yfir stórt sęši ķ grennd viš Yorkhöfša (Cape York) og einkum žar sem žorpiš Savissivik eša Savigsvik stendur nś. Kortiš til hlišar sżnir fundarstaš sex stęrstu breotanna af jįrnsteininum. Stęrsta stykkiš heitir Ahnighito og er um 31 tonn į žyngd. Žaš fanns į eynni sem nś kallast Meteoritöen eša Loftsteinseyja, Annaš stórt stykki er Agpalilik (20 tonn, nś į safni ķ Kaupmannahöfn) og svo mörg minni, žar į mešal stykkiš sem ég skošaši ķ žorpinu Qaanaaq, nyrst į Gręnlandi. Evrópubśar fengu fyrst vitnesku um jįrnsteinana žegar bretinn John Ross kom į žessar slóšir į leiš sinni ķ leit aš noršvestur siglingaleišinni įriš 1818. Žį kom fyrst ķ ljós, aš Inuitar hafa fengiš sér jįrn śr žessum steinum ķ alda rašir og bśiš til frįbęra jįrnodda į hvalskutla sķna og einnig beitta hnķfa. Žannig voru Inuķtar į Thulesvęšinu komnir inn į jįrnöldina, žegar allir ašrir Inuķtar į Gręnlandsslóšum voru enn į steinöld. Žaš er engin tilviljun aš Savissivik žżšir stašurinn žar sem mašur finnur jįrn į mįli Inuķta. Hingaš hafa žeir leitaš ķ aldarašir til aš sękja hinn veršmęta mįlm ķ vopn sķn og verkfęri. Peary og stóri jįrnsteinninnJohn Ross fann aldrei jįrnstreinan, enda vildu Inuķtar ekki sżna neinum vestręnum mönnum žessar gersemar, sem žeir köllušu jįrnfjalliš. Įriš 1897 kom bandarķski sjólišsforinginn og landkönnušurinn Robert E. Peary til Thule og fékk Inuķta til aš sżna sér jįrnsteinana og sķšan eignar Peary sér žį stęrstu. Nęsta mynd sżnir žegar Peary og hanns menn komu stęrsta jįrnsteininum, 31 tonna Ahnighito, um borš ķ skip žeirra, sem var mikiš afrek. Sķšan var siglt meš jįrnsteinana til New York, og žar eru žeir stęrstu nś til sżnis ķ nįttśrugripasafni borgarinnar. žessi risasteinn er einn allra stęrsti loftsteinn sem fundist hefur og žurfti safniš ķ New York aš śtbśa sérstakar undirstöšur, sem nį nišur ķ gegnum gólfiš og alveg nišur ķ fornan og traustan berggrunn Manhattan eyjar.

Hver uppgötvaši Kjarnann?

KjarninnEf til vill er ykkur fariš eins og mér, žegar žiš drekkiš kaffibollann į morgnana, aš žiš veltiš fyrir ykkur hver uppgötvaši kjarna jaršarinnar. Nś vitum viš aš kjarninn er engin smįsmķš, žvķ hann er um 30% af žyngd jaršar. Sagan um uppgötvun hans hefst reyndar ķ Egyptalandi fyrir Krists burš. Žar var žaš grķski fręšimašurinn Eratosženes (276 til 195 f.Kr.) sem reiknaši śt ummįl og žar meš stęrš jaršarinnar. Hann fékk śt töluna 39690 km, sem skeikar ašeins um 1% frį réttri tölu, sem er 40075 km. Nęst kemur viš sögu enski lįvaršurinn Henry Cavendish (1731–1810), en hann vigtaši jöršina. Vigtin sem viš hann er kennd er reyndar dingull, sem męlir ašdrįttarafl jaršar og śt frį žvķ mį reikna žyngd plįnetunnar, žar sem rśmmįliš er žekkt frį męlingu Eratosženesar. Cavendish fékk žį nišurstöšu, aš ešlisžyngd allrar jaršarinnar vęri 5.48 sinnum meiri en ešlisžyngd vatns, en nišurstaša hans er mjög nęrri réttu (5.53). Nś er ešlisžyngd bergtegunda į yfirborši jaršar oftast um 2.75, og žaš var žvķ strax ljóst aš miklu žéttara og mun ešlisžyngra berg leyndist djupt ķ jöršu, sennilega ķ einhverskonar kjarna. Hitaferill jaršarNś lķšur og bķšur žar til įriš 1906, žegar framfarir ķ jaršskjįlftafręši gera kleift aš kanna innri gerš jaršar. Žeir Emil Wiechert og Richard Dixon Oldham komast aš raun um žaš aš hraši jaršskjįlftabylgna breytist mikiš į um 2900 km dżpi, og aš S bylgjur komast ekki ķ gegnum jaršlögin žar fyrir nešan og žar hlyti žvķ aš vera efni ķ kjarnanum ķ fljótandi įstandi: sem sagt brįšinn kjarni. Wiechert hafši stungiš upp į žvķ įriš 1896 aš innst ķ jöršinni vęri kjarni śr jįrni. Einn af nemendum Wiecherts var Beno Gutenberg, sem kannaši frekar ytri mörk kjarnans įriš 1914. Žaš kom eiginlega ekkert annaš efni til greina, sem hefur žessa ešlisžyngd og vęri brįšiš viš žennan žrżsting. Til žess aš vera brįšinn į žessu dżpi og undir miklum žrżstingi og geršur śr jįrni, žį hlaut hitinn ķ kjarnanum aš vera aš minnsta kosti fimm žśsund stig! Önnur myndin sżnir hitaferil inni ķ jöršinni. En undir enn meiri žrżstingi žį kristallast jįrn, jafnvel undir žessum hita, og svo kom ķ ljós, įriš 1936 aš jaršskjįlftabylgjur endurköstušust af einhverju kristöllušu yfirborši į um 5100 km dżpi. Žaš var danski jaršešlisfręšingurin Inge Lehman sem uppgötvaši innri kjarnann. Nś vitum viš aš kristalliserašur innri kjarninn snżst dįlķtiš hrašar en fljótandi ytri kjarninn, sem kann aš hafa įhrif į segulsviš jaršar, en ytri kjarninn er svo žunnfljótandi viš žetta hitastig aš hann lķkist helst vatni. Hitinn ķ kjarnanum er um žaš bil sį sami og į yfirborši sólarinnar, en žar er hitinn um 5500 oC. Eins og önnur myndin sżnir, žį eru ofsaleg hitaskil į milli heita kjarnans og kaldari möttulsins fyrir ofan. Žarna breytist hitinn um žrjś žśsund stig į nokkrum kķlómetrum! Mikiš af hita kjarnans er arfleifš frį myndun jaršar og frį įrekstrum af stórum loftsteinum snemma ķ sögu jaršar. Einnig er nś tališ aš eitthvaš sé enn af geislavirkum efnum ķ kjarnanum, sem gefa frį sér hita, og auk žess er dįlķtill (1 til 3%) kķsill og brennisteinn ķ kjarnanum. D lagišEn hvaš gerist žį į žessum miklu hitaskilum į um 2900 km dżpi? Žrišja myndin sżnir aš žaš er um 100 til 200 km žykkt lag, sem jaršskjįlftafręšingar kalla D” lagiš, utan um kjarnann og į botni möttulsins. Hér višrist vera mikiš um aš vera. Hér rķsa heil fjöll upp ķ möttulinn, og ef til vill myndast straumar af heitu bergi hér, sem rķsa hįtt upp, jafnvel alla leiš aš yfirborši jaršar. Sumir jaršfręšingar halda žvķ fram, aš hér ķ D” laginu sé aš finna uppruna į möttulstrókum, eins og žeim sem kann aš hafa myndaš Hawaii og jafnvel žeim möttulstrók sem sumir telja aš rķsi undir Ķslandi. Alla vega er kjarninn og einkum ytri mörk hans eitt mest spennandi vandamįl jaršvķsindanna.

Innskrįning

Ath. Vinsamlegast kveikiš į Javascript til aš hefja innskrįningu.

Hafšu samband