Hver uppgötvaði Kjarnann?

Ef til vill er ykkur farið eins og mér, þegar þið drekkið kaffibollann á morgnana, að þið veltið fyrir ykkur hver uppgötvaði kjarna jarðarinnar. Nú vitum við að kjarninn er engin smásmíð, því hann er um 30% af þyngd jarðar. Sagan um uppgötvun hans hefst reyndar í Egyptalandi fyrir Krists burð. Þar var það gríski fræðimaðurinn Eratosþenes (276 til 195 f.Kr.) sem reiknaði út ummál og þar með stærð jarðarinnar. Hann fékk út töluna 39690 km, sem skeikar aðeins um 1% frá réttri tölu, sem er 40075 km. Næst kemur við sögu enski lávarðurinn Henry Cavendish (1731–1810), en hann vigtaði jörðina. Vigtin sem við hann er kennd er reyndar dingull, sem mælir aðdráttarafl jarðar og út frá því má reikna þyngd plánetunnar, þar sem rúmmálið er þekkt frá mælingu Eratosþenesar. Cavendish fékk þá niðurstöðu, að eðlisþyngd allrar jarðarinnar væri 5.48 sinnum meiri en eðlisþyngd vatns, en niðurstaða hans er mjög nærri réttu (5.53). Nú er eðlisþyngd bergtegunda á yfirborði jarðar oftast um 2.75, og það var því strax ljóst að miklu þéttara og mun eðlisþyngra berg leyndist djupt í jörðu, sennilega í einhverskonar kjarna. Nú líður og bíður þar til árið 1906, þegar framfarir í jarðskjálftafræði gera kleift að kanna innri gerð jarðar. Þeir Emil Wiechert og Richard Dixon Oldham komast að raun um það að hraði jarðskjálftabylgna breytist mikið á um 2900 km dýpi, og að S bylgjur komast ekki í gegnum jarðlögin þar fyrir neðan og þar hlyti því að vera efni í kjarnanum í fljótandi ástandi: sem sagt bráðinn kjarni. Wiechert hafði stungið upp á því árið 1896 að innst í jörðinni væri kjarni úr járni. Einn af nemendum Wiecherts var Beno Gutenberg, sem kannaði frekar ytri mörk kjarnans árið 1914. Það kom eiginlega ekkert annað efni til greina, sem hefur þessa eðlisþyngd og væri bráðið við þennan þrýsting. Til þess að vera bráðinn á þessu dýpi og undir miklum þrýstingi og gerður úr járni, þá hlaut hitinn í kjarnanum að vera að minnsta kosti fimm þúsund stig! Önnur myndin sýnir hitaferil inni í jörðinni. En undir enn meiri þrýstingi þá kristallast járn, jafnvel undir þessum hita, og svo kom í ljós, árið 1936 að jarðskjálftabylgjur endurköstuðust af einhverju kristölluðu yfirborði á um 5100 km dýpi. Það var danski jarðeðlisfræðingurin Inge Lehman sem uppgötvaði innri kjarnann. Nú vitum við að kristalliseraður innri kjarninn snýst dálítið hraðar en fljótandi ytri kjarninn, sem kann að hafa áhrif á segulsvið jarðar, en ytri kjarninn er svo þunnfljótandi við þetta hitastig að hann líkist helst vatni. Hitinn í kjarnanum er um það bil sá sami og á yfirborði sólarinnar, en þar er hitinn um 5500 oC. Eins og önnur myndin sýnir, þá eru ofsaleg hitaskil á milli heita kjarnans og kaldari möttulsins fyrir ofan. Þarna breytist hitinn um þrjú þúsund stig á nokkrum kílómetrum! Mikið af hita kjarnans er arfleifð frá myndun jarðar og frá árekstrum af stórum loftsteinum snemma í sögu jarðar. Einnig er nú talið að eitthvað sé enn af geislavirkum efnum í kjarnanum, sem gefa frá sér hita, og auk þess er dálítill (1 til 3%) kísill og brennisteinn í kjarnanum. En hvað gerist þá á þessum miklu hitaskilum á um 2900 km dýpi? Þriðja myndin sýnir að það er um 100 til 200 km þykkt lag, sem jarðskjálftafræðingar kalla D” lagið, utan um kjarnann og á botni möttulsins. Hér viðrist vera mikið um að vera. Hér rísa heil fjöll upp í möttulinn, og ef til vill myndast straumar af heitu bergi hér, sem rísa hátt upp, jafnvel alla leið að yfirborði jarðar. Sumir jarðfræðingar halda því fram, að hér í D” laginu sé að finna uppruna á möttulstrókum, eins og þeim sem kann að hafa myndað Hawaii og jafnvel þeim möttulstrók sem sumir telja að rísi undir Íslandi. Alla vega er kjarninn og einkum ytri mörk hans eitt mest spennandi vandamál jarðvísindanna.

Athugasemdir

[Gylfi - Íbúi á Reykjanesi (IP-tala skráð) 30.5.2012 kl. 23:48]

Mér finnst bloggið þitt algjörlega ómissandi og leggst yfir það reglulega til að afla mér fróðleiks um landið mitt, og önnur lönd. Skemmtilegt að einhver nenni að eyða dýrmætum tíma í svona skrif en auðvitað á þjóðin að vera almennilega upplýst og á því sviðinu stendur þú uppúr, að mínu mati. Hafðu þakkir fyrir og vonandi muntu nenna þessu áfram.

[Númi (IP-tala skráð) 31.5.2012 kl. 00:31]

Tek heilshugar undir pistil hans Gylfa,hafðu þakkir Haraldur.

[Ingibjörg G G (IP-tala skráð) 4.6.2012 kl. 20:51]

Ég tek líka heilshugar undir með Gylfa hér að ofan. Kærar þakkir Haraldur fyrir allan þennan mikla og góða fróðleik sem þú lætur hér í té