iPon Cikkek

A Föld magja ‒ a talpunk alatti rejtély

Dátum | 2012. 05. 30.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A geológusok hosszú ideje tisztában vannak azzal, hogy a Föld 2900 kilométeres mélységben kezdődő magja egy sűrű, különféle kémiai anyagokkal felturbózott vasgolyó, amely nagyjából akkora, mint a Mars, és legalább annyira idegen számunkra, mint a vörös bolygó. Szinte elképzelhetetlennek tűnik, hogy a lábunk alatt valahol a mélyben egy olyan világ rejtőzik, ahol a légköri nyomás 3,5 milliószorosa uralkodik, a hőmérséklet pedig eléri az 5500 Celsius fokot, vagyis a Nap felszíni hőmérsékletét.

A kutatók azt is pontosan tudják, hogy pontosan ez a Földben rejtőző idegen világ teszi a külső részeket otthonossá és lakhatóvá számunkra. A mag hője segít vezérelni a tektonikus lemezekből kirakósként összeálló kérget, és ezek mozgásai révén formálódtak meg a felszín jellegzetes képződményei: a hegyek, a völgyek, a tengerek mélye. A vasmagban létrejövő áramlások generálják a bolygó mágneses terét, amely megvédi a felszínt a kozmikus sugárzás veszélyeitől, vezérli a madarak vonulását és időről időre látványos sarki fényeket produkál.

A legújabb kutatások szerint azonban elképzelhető, hogy még a létező modellek sem elég drámaiak annak a helyzetnek leírására, ami valójában a mélyben folyik. Dario Alfè, a University College London kutatója és kollégái a Nature oldalain számolnak be kutatásuk eredményeiről. Tanulmányukban bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy a mag külső rétegei két-háromszor annyi hőt adnak kondukció, azaz hővezetés révén, mint ahogy azt a korábbi számítások feltételezték.


Ilyen mennyiségű hőtöbbletnek valahonnan származnia kell, úgyhogy valami más is történik a magban, mint amit a kutatók az eddigiek során feltételeztek. Az új tanulmány szerzői, valamint a szakma többi kutatója több dolgot is elképzelhetőnek tartanak a jelenség magyarázatára. Lehetséges például, hogy a magban sokkal több radioaktív anyag van, mint azt eredetileg feltételezték, és ennek bomlása szolgáltatja a hőtöbbletet. Egy másik ‒ meglehetősen katasztrófafilmes ‒ elképzelés szerint a magban található folyékony vas riasztóan gyors ütemben szilárdulni kezdett, és közben nagy mennyiségű hőt ad le. A harmadik lehetőség, hogy a magban található vasötvözetek és a fölötte található köpeny szilikátjai között fellépő reakciók sokkal hevesebbek a korábban elképzeltnél. És persze az sem kizárható, hogy valami egészen más rejtélyes, és egyelőre ismeretlen ok áll a háttérben.

Alfé véleménye szerint egy dolog biztos: a szakma rendkívül izgatott annak gondolatától, hogy valami új, az eddigiek során nem megismert mechanizmus működésének nyomára bukkantak. Más rejtélyekre is fény derült az elmúlt évek geológiai kutatásai során. A jelek arra utalnak, hogy a belső mag némileg gyorsabban forog a bolygó többi részénél, bár komoly viták folynak annak ügyében, hogy pontosan mennyivel is gyorsabb ez a forgás, és egyáltalán hogy képes legyőzni a köpeny gravitációjából adódó „visszahúzó erőt”.

Miaki Ishii és harvardi kollégái szerint a Föld magja sokkal inkább hasonlít egy Matrjoska babára, mint a jelenleg általánosan elfogadott két részből álló szerkezetre. Rámutatnak arra, hogy a szeizmikus adatok tanúsága szerint a folyékony külső magon, és vasból és nikkelből álló, szilárd belső magon belül létezik egy úgynevezett legbelső magrész is, amely 600 kilométer átmérőjű és a feltevések szerint tisztán vasból áll, minden más kémiai elemet kiszorítva magából. 

A Föld magjának szakértői tehát legalább annyi rejtéllyel szembesülnek, mintha legalábbis egy másik bolygót kutatnának. Ami tudható bolygónk belsejéről, annak többségét a földrengések során keletkező szeizmikus hullámok révén ismerték meg a tudósok. John Vidale, a Washingtoni Egyetem kutatójának elmondása szerint a földrengések túlnyomó többsége a bolygó felső, 50 kilométer vastag rétegéből ered. A legmélyebben elhelyezkedő hipocentrumot nyolcszáz kilométeres mélységben azonosították, ami még mindig bőven a köpeny felső részét jelenti. A földrengések során azonban szeizmikus hullámok generálódnak, melyek bejárják a bolygó egész belsejét, így a magon is keresztülhaladnak.

Egyes rengések természetesen kedvezőbbnek bizonyulnak magkutatási szempontból, mint mások. Ishii elmondása szerint a legjobbak a mély hipocentrumú rengések, mivel ezek általában tisztább és élesebb képet nyújtanak a magról. A kutató és kollégái a mesterséges rengések, vagyis a felszín alatti nukleáris tesztek szeizmikus adatait is átvizsgálták. A szovjet és orosz atomrobbantások például meglepően hasznos adatsorokat szolgáltattak magtani szempontból, mondja Ishii. A robbantások egyik nagy előnye egyébként, hogy pontosan ismert a kiindulási pont, amit a földrengések estében külön ki kell következtetni.

A Föld belső szerkezetének vizsgálata szeizmikus hullámok révén
Vannak persze más módszerek is a mag tanulmányozására. Lehet apróbb méretekben szimulálni az ottani körülményeket, például egy aprócska vasötvözetet tenni egy gyémánthegyre, majd nagy nyomásnak kitenni a rendszert egy jól irányzott puskalövéssel. Megint mások a számítógépes modellek hívei. És persze az örök kedvenc: David J. Stevenson, a Caltech bolygókutatójának 2003-ban, a Nature oldalain megjelent tanulmánya, amelyben azt javasolta, hogy egy aprócska szondát küldjenek le a magba mintavétel céljából. (Ez utóbbi írás egyébként mindössze másfél hónappal A mag című film premierje után jelent meg.)

A mag működése észlelhető jeleket hagy a felszínen is az általa generált mágneses mezőnek köszönhetően. A sziklákba „fagyott” mágneses részecskék tanúsága szerint a mező és az azt létrehozó magi mechanizmus ‒ ahogy a kutatók emlegetik: a geodinamó ‒ legalább 3 milliárd éve működésben van. Rejtélyes és egyelőre ismeretlen okok miatt a mágneses mező időnként átfordul, minimum százezer, de időnként inkább egymillió évente a pólusok helyet cserélnek egymással. Ezt a folyamatot gyakran a mágneses mező számottevő meggyengülése előzi meg. A jelenlegi északi irányultságú mező csaknem 800 ezer éve létezik, és az utóbbi száz évben tíz százalékkal csökkent az erőssége, ami azt sugallja, hogy egy újabb pólusváltás felé tartunk. Aggodalomra nincs azonban ok, mivel ha holnap elkezdődik a folyamat, akkor is olyan hosszú ideig eltart, hogy a ma élők és a jó sok minket követő generáció sehol se lesz már, mire az iránytűk ténylegesen átfordulnak. 

Az utóbbi évek tanulmányai alapján tehát a mag jóval strukturáltabb és vadabb, mint valaha is gondoltuk. A Föld mai gömbhéjas szerkezete a planetáris differenciálódás során a gravitáció hatására alakult ki, amikor a legnehezebb elemek, mint a vas és a nikkel, a mélybe süllyedtek, a könnyebb anyagok pedig a felszínre emelkedtek. Egyes, a vashoz könnyen kötődő anyagok szintén a magba vándoroltak, és a kutatók csak következtetni tudnak arra vonatkozólag, hogy milyen mennyiségű oxigén, kén és egyéb könnyebb elemű szennyeződés tarkíthatja az ottani vasat. A különféle rétegeket az anyag aktuális állapota vagy összetétele alapján különítették el a kutatók, így különül el a köpeny rugalmas anyaga a külső mag folyékony vasától, valamint a folyékony vas a belső mag szilárd anyagától.

A mag a Föld térfogatának hatodát, tömegének harmadát teszi ki. A külső mag folyékony vasa a kutatók szerint állagában egyáltalán nem hasonlít az olvadt kőzetekre: ha egy alkalmas védőkesztyűvel belekavarnánk, úgy folyna szét ujjaink közt, akár a víz, mondja Bruce Buffett, a Berkeley geológusa. Rendkívül alacsony viszkozitású folyadék kavarog tehát a külső mag óriási terében. Leginkább egy bolygó légköri rendszeréhez hasonlítható az itt folyó mechanizmusok bonyolultsága, folytatja a kutató. A nagy nyomás csak a belső magban gyűri le a hőmérsékletet, így ott a vas már szilárd állapotban van jelen.

A mag kicsit olyan, mintha egy elzárt darabka lenne a Föld sokkal vadabb múltjából. Az ott folyó szélsőséges folyamatokat lefojtja és megszelídíti a vastag köpeny. Ez belső forró rendszer azonban folyamatosan hőt ad le magából. Ez két módon történhet: kondukció, avagy hővezetés esetében a hő átadódik a különböző rétegek között, ahogy a serpenyő anyaga átmelegszik, konvekció esetében viszont anyagáramlás is megfigyelhető, és az áramló részecskék viszik magukkal a hőenergiát. Ez utóbbi főként a folyadékokra és a gázokra jellemző hőterjedési mód.

Konvekciós áramlatok a köpenyben
A kondukció az unalmasabb formája a hőenergia átadásának, hiszen a hő mozog ugyan, de a Föld maga úgymond „állva marad”. A konvekciós anyagáramlások sokkal izgalmasabbak: ezek ide-oda áramlanak a köpeny anyagában, hátunkon vonszolva a tektonikus lemezeket, és ilyenek vannak működésben a magban is, ezeknek köszönhető bolygónk mágneses terét generáló geodinamó működtetése.

Alfé és társai számítógépes modellek segítségével modellezték a magban uralkodó körülményeket, valamint az anyagi összetételt, és ez alapján jutottak arra a következtetésre, hogy a mag két-háromszor annyi hőenergiát veszít kondukció útján, mint korábban feltételezték. Amennyiben ez igaz, akkor a hagyományos energiamérleggel számolva túl kevés energia maradna a konvekciós áramlások fenntartására, és a geodinamó táplálására. Mivel úgy tűnik, hogy semmi probléma az anyagáramlások működésével, a mag nyilvánvalóan sokkal több hőt termel, mint azt eredetileg gondolták.

Buffett még egy érdekes dolgot vetett fel a Föld hőegyensúlya kapcsán. Szerinte a felszín nagy részét borító vízréteg alapvető szerepet játszik a kéregmozgásokban, mivel megkönnyíti a kőzetlemezek elmozdulását, és ezzel a konvektív áramlatok feladatát is. Azt régóta sejtjük, hogy az életnek vízre van szüksége. Talán ez a helyzet az élet hordozására képes bolygókkal is.
 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

26. carraroxt
2012.05.30. 09:55
Köszi a cikket!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
25. YellowFlas...
2012.05.30. 10:31
Jools, neked mindig sikerül valami olyat írnod, amit érdemes elolvasni. Ez is remek lett, köszi érte!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
24. kiss107
2012.05.30. 10:50
A táguló föld modell úgy tűnik több jelenséget magyaráz meg bolygónkon.
http://indavideo.hu/video/NOVEKSZIK_A_FOLD
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
23. benczeb90
2012.05.30. 10:55
wow, szuper cikk, thx!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
22. carraroxt
2012.05.30. 12:37
kiss107 Na ekkora baromságot is rég láttam már...
Egyébként, ha csak az a lényeg, hogy legyen valamilyen magyarázat, mindegy bármilyen is, akkor a teremtéselmélet a legtutibb választás!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
21. tomchee
2012.05.30. 17:16
Nagyon jó cikk
A föld mágnesesség cserébe bele gondolni azért elé para
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
20. arin
2012.05.30. 17:23
Egyébként ez most hogy van? Ha folyamatosan cserélődnek a pólusok, egyre gyengülve, akkor lesz egy időszak, amikor nem is lesz védelme a Földnek a külső sugárzással szemben?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
19. gyenesmart...
2012.05.30. 17:46
arin: Igen majd lesz egyszer olyan megint, hogy nem lesz teljesen mágnes pajzsa a Földnek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
18. tibaimp
2012.05.30. 19:06
hatalmas, kösz.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
17. _DiEGO_
2012.05.30. 19:34
kiss107 - 2012-05-30 10:50:14

+1

carraroxt

Miért nem lehetséges ? Saját bolygónkat nem ismerik a kutatók / specialisták ! Minden csak feltételezés , illetve valakinek az elfogadott elképzelésén áll a világ .
Ilyen mennyiségű hőtöbbletnek valahonnan származnia kell, úgyhogy valami más is történik a magban, mint amit a kutatók az eddigiek során feltételeztek. Az új tanulmány szerzői, valamint a szakma többi kutatója több dolgot is elképzelhetőnek tartanak a jelenség magyarázatára. Lehetséges például, hogy...

Amíg valami nincs alátámasztva ténylegesen , illetve csak feltételezik ... nah kösz én ilyenre nem alapozok ... ehhez nem kell professzornak lenni
A saját bolygónkat annak mibenlétét és ""működését nem ismerik !!!
szép lassan azt vesszük észre hogy a klíma mekkorát változott - gondolom megvan a miértja is , de ezt földi halandó nem tudta megfigyelni ,mert max ha 50évet aktív tud lenni - ez jujj de kevéske ... mivolt pl 4000 éve ? hmmm

Nagyon jó a cikk és a linkelt videó is !
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
16. carraroxt
2012.05.30. 19:52
Mondom, én teremtéselmélet párti vagyok!
Ja és fogalmam sincs, mitől világít a monitor változó eloszlásokban egyfolytában, de tuti kiűzöm belőle a gonoszt, ha addig élek is!
Ezt a kicseszett fénycsövet sem tudom miért világít itt állandóan! Tuti az a vajákos szomszéd boszorka vuduzta meg! Na várjon csak! Abból is ki lesz űzve a gonosz!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
15. _DiEGO_
2012.05.30. 20:39
Szerinted a TYÚK vs TOJÁS volt előbb ?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. I.Jozsef83
2012.05.30. 20:48
Ilyen alapon - mint ahogy a képen az elképzelés is mutatja - a földünk közepén egy izzó hatalmas kapszula van ... nah, ha egyre nő és tágul , akkor majd idővel akár le is dobhatja magáról a körbezáró felületet azaz a lakható földet s vizet. És ekkor egy új NAP keletkezik ... pár ezer év , addigra az emberek nagyrészét áttelepítik másik lakható bolygóra ... lesz pár pénzes modern NOÉ , akinek lesz elég bárkája és birkája
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. carraroxt
2012.05.30. 21:07
Szerintem a tojás. Az ABC szerint is úgy van!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. gyenesmart...
2012.05.30. 21:30
Szerintem még az "üreges Föld" elmélet is életképes lehet. Megcáfolni nem tudják (vagy csak még nem hallottam), viszont vannak erre bizonyítékok, hogy nagyon is lehetséges.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. carraroxt
2012.05.30. 21:33
Szerintem meg mókuskerék van benne, és amiatt van a többlet energia.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. mythbuster
2012.05.31. 00:54
_DiEGO_

Azt a kérdést kár volt föltenned... Egszerű. Annó leesett egy meteorit pont ide, ami hozott DNS -t e földre(Isten küdte), na az a DNS bekerült a vízbe, majd évek alatt a mutációval létrejöttek az első egysejtűek. Ezek tovább mutálódtak lettek többsejtűek. Na a többsejtűek mutációjából lettek a szivacsok, korallok, első halfélék, kétéltűek. Itt lyukadunk ki a szárazföldre. Szárazföldön járkáltak ezek a lények, találkoztak az erdővel, fénnyel levegővel. Ezektől egyre nagyobb mutációkat szenvedtek, így lettek a többlábú lények, azok tovább mutálódtak és megjelentek az első szárnyasok. A szárnyasok mutálódtak, abból lett a TYÚK amit ma is tovább mutálnak míg aranyat nem fog tojni! Ja és lettél te aki ezt a kérdést föltette!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. TJZ83
2012.05.31. 08:59
mythbuster: Kihagytad a tojást
Ha lehet hinni az evolúciónak, akkor a hüllők hamarabb tojtak tojást minthogy megjelentek volna a tyúkok.
Mindemellett a föld lapos, ha a széléhez érsz leesel! Komolyra fordítva a szót: mindenki jön ezzel a vas dologgal, pedig elég sok olyan anyag létezik aminek jóval nagyobb a fajsúlya, sőt az olvadáspontja is... Nehogymá' tisztán vasból legyen a közepe.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. Destructo
2012.05.31. 08:59
Jó írás lett!Köszönjük a munkát!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. Humbuk
2012.05.31. 09:13
kiss107: jó kis videó és hihető is, de azt nem magyarázza meg, hogy honnan is jött ez a temérdek mennyiségű víz, ami most az óceánokat kitölti. Mert valahonnan létre kellett jönnie, vagy az borította be az egész bolygót, de akkor meg "száraz" föld nem lett volna.

Arin,gyenesmartin: Miért szűnne meg?? Mágneses MEZŐ!! Ez nem olyan, hogy elfordítod és bumm egyszer csak nem lesz... Gyengül, gyengébb lesz, de nem szűnik meg. Jelen számítások szerint a leggyengébb időszakban is elég lesz az "ereje" ahhoz, hogy megvédje az életet...
Én inkább az ózonréteg vékonyodásától félnék a helytekben, mert az égetőbb probléma, mint a pólusváltás.


Jools: "amely megvédi a felszínt a kozmikus sugárzás veszélyeitől, vezérli a madarak vonulását és időről időre látványos sarki fényeket produkál." A sarki fényt, nem a napszéllel érkező töltött részecskék a légkörbe való "becsapódása" okozza? (persze biztos benne lehet a mágneses tér is)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. carraroxt
2012.05.31. 09:23
Humbuk A mágneses mező téríti el, és koncentrálja a pólusoknál a napszelet, és emiatt lesz látható a sarki fény.

A pólusváltáskor tényleg nem fog kialudni a mező egyébként, ahogy eddig sem tette meg soha. Különben már eléggé sok alkalommal kiirthatta volna már a földi életet...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. kiss107
2012.05.31. 12:18
Öröm látni hogy vannak még gondolkodó emberek!

Humbuk

A videó nem mindent magyaráz meg, de eleget mond ahoz hogy kérdéseket tehessünk fel. Az az ősi csillag aminek a magja kohóként olvasztotta össze a könyebb elemek nehezebb elemekké, ugyanúgy hozta létre a vízhez szükséges oxigént, mint a bolygónk magjában feltételezett fémes anyagokat. A vizet alkotó hidrogén és oxigén nem ritka elemek. Megtalálhatóak a föld rétegeiben.
Az elmélet szerint valóban víz borította majdnem az egész föld felszínét. Ezt igazolja, hogy tengeri élőlények ősi fosszíliáit csak mai kontinentális lemezen találtak. Katonai felmérések alapján a tengeri lemezek 80 millió évnél fiatalabbak.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. zodiac83
2012.06.01. 16:04
@mythbuster #17:

Az nem is úgy volt, hanem így
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. BiroAndras
2012.06.03. 22:31
@kiss107:

A lemeztektonika tökéletesen magyarázza a tengeri fosszíliákat a hegyeken, és az óceáni kéreglemezek korát is. Emellett számtalan bizonyíték van rá, és összhangban van a többi tudományos elmélettel.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Gekko
2012.06.04. 17:08
@kiss107: Ez mekkora! Egy lufin csücsülünk. Most már értem, miért nem esik le! De mi miért nem esünk le róla, az még nem világos. Valaki, egy hasonlóan frappáns elmélettel?

A Teremtőnknek pumpája is van. Ja, és a gravitáció a térfogattal együtt változik. Zseniális. A fekete lyukak elmélete nekem mindig túl okoskodó volt...

Summa summárum: a Te agyad térfogata viszont nem nőtt meg. Talán majd a következő 300 millió év során...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. oszfer TJZ83
2012.06.08. 11:41
@TJZ83: A "vas dologhoz": A csillagok magfúziójánál: "Itt végeredményként (nagyrészt) vas atommagok keletkeznek, amiben az egy nukleonra jutó kötési energia a legnagyobb, és ami az univerzum egyik leggyakoribb eleme. A magfúzió a vasnál megáll, a csillag utolsó nukleáris energiatartaléka ezzel kimerül."
forrás: http://hu.wikipedia.org/wiki/Nukleoszint%C3%A9zis
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!