Τι εξετάζει ο γεωλόγος για την απόδειξη ότι ο πυρήνας περιέχει κυρίως σίδηρο;
1. Το μαγνητικό πεδίο της Γης:
* Άμεση απόδειξη: Η Γη διαθέτει ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο που εκτείνεται μακριά στο διάστημα. Αυτό το μαγνητικό πεδίο παράγεται από την κίνηση του τετηγμένου σιδήρου στον εξωτερικό πυρήνα, ενεργώντας σαν ένα γιγαντιαίο δυναμό. Η δύναμη και η συμπεριφορά του μαγνητικού πεδίου ευθυγραμμίζονται με αυτό που θα περιμέναμε από έναν κύριο πυρήνα σιδήρου.
* Έμμεσα στοιχεία: Το μαγνητικό πεδίο αλλάζει επίσης με την πάροδο του χρόνου, το οποίο είναι σύμφωνο με την υγρή φύση του εξωτερικού πυρήνα. Οι αλλαγές στο μαγνητικό πεδίο, που ονομάζονται "μαγνητικές αναστροφές", παρέχουν ένα ρεκόρ βασικής δραστηριότητας και υποστηρίζουν περαιτέρω την ιδέα ενός υγρού πυρήνα σιδήρου.
2. Συμπεριφορά σεισμικού κύματος:
* Άμεση απόδειξη: Τα σεισμικά κύματα, που παράγονται από σεισμούς, ταξιδεύουν στο εσωτερικό της Γης. Διαφορετικοί τύποι κυμάτων ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες και επηρεάζονται από τα υλικά που διέρχονται. Η ανάλυση των σεισμικών κυμάτων αποκαλύπτει:
* κύματα P: Συμπιεστικά κύματα που ταξιδεύουν μέσω στερεών και υγρών, αλλά επιβραδύνουν σημαντικά όταν φτάσουν στον πυρήνα. Αυτό υποδεικνύει ένα πυκνότερο, πιο μεταλλικό υλικό.
* κύματα S: Τα κύματα διατμήσεως που ταξιδεύουν μόνο μέσα από στερεά. Είναι εντελώς μπλοκαρισμένα από τον εξωτερικό πυρήνα, υποδεικνύοντας μια υγρή κατάσταση.
* Έμμεσα στοιχεία: Ο τρόπος με τον οποίο τα σεισμικά κύματα αλλάζουν την κατεύθυνση και την ταχύτητα καθώς περνούν από τον πυρήνα παρέχουν πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος, την πυκνότητα και τη σύνθεση του.
3. Μετεωρίτες:
* Έμμεσα στοιχεία: Οι μετεωρίτες σιδήρου, οι οποίοι πιστεύεται ότι αντιπροσωπεύουν θραύσματα του πρώιμου ηλιακού συστήματος, αποτελούνται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο. Αυτό ευθυγραμμίζεται με τη σύνθεση που συμπεραίνουμε για τον πυρήνα της Γης. Η παρουσία μετεωριτών σιδήρου υποδηλώνει ότι ο σίδηρος ήταν ένα κοινό στοιχείο στο πρώιμο ηλιακό σύστημα και επομένως πιθανώς ένα σημαντικό συστατικό του πυρήνα της Γης.
4. Πυκνότητα:
* Έμμεσα στοιχεία: Η συνολική πυκνότητα της Γης είναι υψηλότερη από τη μέση πυκνότητα της κρούστας και του μανδύα της. Αυτό υποδηλώνει ένα πυκνότερο υλικό πυρήνα, το οποίο ευθυγραμμίζεται με την πυκνότητα του σιδήρου.
5. Ανωμαλίες βαρύτητας:
* Έμμεσα στοιχεία: Οι μεταβολές στο βαρυτικό πεδίο της Γης μπορούν να μετρηθούν και να επηρεαστούν από την κατανομή της μάζας μέσα στον πλανήτη. Οι παρατηρούμενες ανωμαλίες βαρύτητας είναι συνεπείς με την παρουσία ενός μαζικού πυρήνα σιδήρου.
6. Εργαστηριακά πειράματα:
* Έμμεσα στοιχεία: Οι επιστήμονες διεξάγουν πειράματα υψηλής πίεσης στο εργαστήριο για να προσομοιώσουν τις συνθήκες βαθιά μέσα στη γη. Αυτά τα πειράματα επιβεβαιώνουν ότι ο σιδήρου συμπεριφέρεται όπως αναμένεται στον πυρήνα της Γης και ότι οι ιδιότητες του σιδήρου υπό τέτοιες συνθήκες είναι συνεπείς με την παρατηρούμενη συμπεριφορά σεισμικού κύματος.
Συνοπτικά, τα συνδυασμένα στοιχεία από το μαγνητικό πεδίο της Γης, η συμπεριφορά των σεισμικών κυμάτων, η σύνθεση μετεωρίτη, η πυκνότητα, οι ανωμαλίες βαρύτητας και τα εργαστηριακά πειράματα υποστηρίζουν έντονα το συμπέρασμα ότι ο πυρήνας της Γης αποτελείται κυρίως από σίδηρο, με κάποια νικέλια και άλλα στοιχεία.
