هسته زمین
آشنایی
هسته زمین از عمق 2900 کیلومتری تا مرکز زمین گسترش دارد و ضخامت کلی آن 3471 کیلومتر است. مطالعات نشان داده است که در عمق تقریبی 5120 کیلومتری ، یک انفصال در خواص الاستیک هسته وجود دارد این ناپیوستگی که ناپیوستگی لمان نام دارد، هسته خارجی را از هسته داخلی جامد جدا می‌کند و هسته بیرونی از گوشته توسط ناپیوستگی گوتنبرگ - ویشرت جدا می‌شود. در حالت کلی هسته از سه قسمت هسته بیرونی ، هسته جامد داخلی و هسته مرکزی تشکیل شده است.
هسته بیرونی
هسته بیرونی از ناپیوستگی گوتنبرگ - ویشرت در عمق 2900 کیلومتری شروع و تا عمق 5120 کیلومتری که ناپیوستگی لمان قرار دارد ادامه می‌یابد. ترکیب عمومی هسته آلیاژ آهن - نیکل (Ne-Fi) است و به همین دلیل به آن نیف یا نیفه نیز می‌گویند. لازم به ذکر است که امواج S از هسته مایع خارجی عبور نمی‌کنند. هسته خارجی دارای حرکات همرفتی است که سرعت آنها چندین کیلومتر در سال است. حرکت وضعی زمین تاثیر به سزایی در این حرکات داشته و این اثربه نام تاثیر کوریولیس نامیده می‌شود.گردش هسته خارجی دارای تقارن استوایی می‌باشد که توسط دو لکه برآمده در سطح هسته مایع مشخص می‌شود و این دو لکه در حقیقت محل تظاهر سلولهای واگرا در سطح می باشند. این سلولهای واگرا در سطح هسته مایع و در مرز بین لایه
و هسته مایع به صورت شعاعی پخش شده و در راستای نصف النهاری که تقریبا در راستای شمال و جنوب زمین هسته مایع را دور می‌زند، بهم رسیده و در این محل همگرا می‌باشند. این بخش احتمالا به فرم یک گودی حلقه مانند دور هسته مایع و در راستای شمال – جنوب تظاهر پیدا می‌کند. منشا میدان مغناطیسی زمین
می‌دانیم که حرکت سیال هادی الکتریسیته به شرط آنکه در میدان مغناطیسی قرار داشته باشد، جریان الکتریکی تولید می‌کند (اصل دینامو). بنابراین منشا میدان مغناطیسی زمین ممکن است مربوط به حرکات هسته باشد. دو لکه یاد شده که دارای تقارن استوایی‌اند، به ترتیب در زیر بخش جنوب هندوستان و دیگری در حوالی پرو ، قرار دارد (آلگر ، 1985). این دینامیک بر اساس مشاهدات دقیق تغییرات میدان مغناطیسی زمین در 30 سال گذشته و مشاهدات و مطالعات ژئوفیزیکی بازسازی شده است. با توجه به اینکه آلیاژ Ne-Fi از سیلیکات سنگین‌تر است ، لذا جدایی و تفکیک هسته آهنی و استقرار آن در مرکز زمین ، با توجه به قوانین فیزیک امری طبیعی است.استقرار آن در مرکز زمین ، بر اساس مدل تجمع همگن قابل توضیح است و بعد از استقرار هسته مایع در مرکز زمین ، هسته جامد به تدریج رشد کرده و به حجم فعلی خود رسیده است. با توجه به سن تشکیل زمین و قطر هسته جامد ، آهنگ رشدی برابر 0.5 میلیمتر در سال می‌توان برای آن در نظر گرفت و باید توجه داشت که این آهنگ رشد ، میانگین کلی رشد است و بدیهی است که آهنگ رشد در بدو تشکیل هسته جامد بسیار اندک از رقم میانگین بوده و در حالت فعلی بیشتر از میانگین یاد شده است.
اساسا تبدیل آلیاژ آهن - نیکل مذاب به جامد یک واکنش گرمازا است و گرمای حاصل از آن به همراه تلاشی مواد رادیواکتیو موتور حرارتی زمین را تامین می‌کنند. در حالت کلی گردش هسته مایع به دور هسته جامد آهنی به عنوان یک سیم پیچ که هسته آهنی را در بر گرفته و جریان الکتریکی که از سیم پیچ عبور می کند همان پرتوی کیهانی است که از قطبین زمین به تله می‌افتد. شفق قطبی هم در اثر این پرتوی کیهانی بوجود می‌آید.
 |
عناصر موجود در هسته
اندازه گیری‌های دقیق به کمک امواج لرزه‌ای نشان می‌دهد که وزن مخصوص هسته 10 درصد کمتر از مقداری است که از طریق آلیاژ Ne-Fi در فشار 1.5 تا 3 مگا بار تعیین می‌شود. بنابراین عناصر سبک وزن و احتمالا کربن ، سیلیکات ، پتاسیم ، گوگرد ، FeO و سرب و عناصر سیدروفیلی نظیر
و ... در هسته وجود دارند. این عناصر ناسازگار نسبت به محیط شدیدا احیایی هسته زمین به همراه سلولهای همرفتی هسته مایع در لایه تخلیه می‌شوند و به احتمال زیاد از طریق پلومها و سوپر پلومها از خلال گوشته تحتانی ، تحولی و فوقانی به سطح انتقال می یابند.عناصر کالکوفیلی نظیر
در گوشته کمیاب هستند و احتمالا مقادیری از آنها در هسته متمرکز شده است. با توجه به اینکه آنومالی دوپال در عرضهای جغرافیایی پایین و در حوالی جنوب هند و ساحل غربی پرو حداکثر می‌باشد. شاید ارتباطی بین این آنومالی و لکه‌های برجسته بر روی هسته مایع در همین نقاط که عمل تخلیه عناصر ناسازگار را بر عهده دارند، وجود داشته باشد. حرارت لازم برای مایع نگه داشتن هسته مایع ، به احتمال زیاد از عناصر رادیواکتیوی نظیر پتاسیم 40 تامین می‌شود که می‌تواند در شبکه کانیهایی مثل جرفی شریت 
حضور داشته باشد. با توجه به اینکه این کانی در کندریت‌ها شناسایی شده است، شاید در ترکیب هسته اولیه نیز این کانی حضور داشته و تحت شرایط شدیدا احیایی عنصر لیتوفیلی نظیر پتاسیم خاصیت کالکوفیلی و حتی سیدروفیلی از خود بروز می‌دهد. بطور کلی مباحث راجع به پترولوژی هسته زمین مدیون مطالعات فراوان بر روی متئوریت‌های آهنی (سیدریت‌ها) است. این متئوریت‌ها از نظر فراوانی در دسته دوم اهمیت قرار دارند. از نظر ساختمان کریستالوگرافی و درصد Ni ، آلیاژ Ne-Fi به سه دسته تقسیم می‌شوند :
- هگزا هدریت‌ها با میزان Ni ، 4 تا 6 درصد
- اکتا هدریت‌ها با میزان Ni ، 6 تا 14 درصد
- آکتا هدریت‌ها با میزان Ni ، 6 تا 14 درصد
- آتاکسیت‌ها با بیش از 14 درصد وزنی Ni
- به غیر از Ne-Fi عناصری نظیر
نیز در ترکیب این متئوریت‌ها حضور دارند.
در اکثر متئوریت‌های فلزی و بالاخص گروه اکتائدریت ساختمان وید من استاتن (Widman Staten) دیده می‌شود که عبارتست از: تقاطع باندهای پهن و عریض (کاماسیت Kamacite ) و تیغه های نازک (تانیت Taenite) با همدیگر که محل تلاقی آنها پلسیت (Pelcite) نامیده می‌شود. مطالعات دیاگرامهای فازی مربوط به آلیاژ Ne-Fi در فشار و حرارت‌های مختلف نشان می‌دهد که تبلور متئوریت‌های آهنی باید در حرارت کم ( مثلا 300 درجه سانتیگراد) و در فشار خیلی زیاد (
اتمسفر) و در حال تعادل انجام شده است.
با این توضیحات نتیجه می‌گیرند که تشکیل متئوریت‌های آهنی الزاما در داخل جسمی به قطر یک سیاره صورت گرفته است و از طرفی توضیحی است برای علت وجودی خاصیت مغناطیسی در هسته که تصور می‌رود، در دمای بالا فرض شده این خاصیت از بین می‌رود. ولی این مطالعات نشان داده است که به احتمال زیاد در دمای هسته زمین پایینتر از مقدار فرض شده برای آن از طریق روند تغییرات گرادیان زمین گرمایی است و حتی از دمای کوری کانیهای فرومغناطیسی تجاوز نمی‌کند.
تاریخچه
در سال 1909 ناپیوستگی مهمی توسط آندریا موهورویچیک کشف شد که پوسته را از گوشته جدا می‌کند و امروزه به ناپیوستگی موهورویچیک (M یا Moho) معروف بوده و در عمق تقریبی 35 کیلومتری زیر خشکیها یا 7 کیلومتر کف اقیانوس قرار دارد. در سال 1914 بنوگوتنبرگ مرز بین هسته و گوشته را در عمق 2900 کیلومتری تعیین کرد. این مرز به عنوان ناپیوستگی گوتنبرگ شناخته می‌شود. بعدا کیت بولن (1963) و دیگران زمین را به هفت لایه (اصلی و فرعی) تقسیم نمودند.
ساختمان
قبلا لرزه شناسی فقط به مطالعات زمین لرزه‌ای توجه داشت، در حالیکه امروزه عموما جهت مطالعه منشأ و انتشار امواج الاستیک در اجرام آسمانی نیز استفاده می‌شود. چنین مطالعاتی وجود سه لایه اصلی را در زمین آشکار می‌سازند: هسته ، پوسته ، گوشته که داخلی‌ترین این لایه‌ها هسته می‌باشد. اما در کل همانطور که گفته شد کیت بولن و دیگران زمین را به هفت لایه (اصلی و فرعی) تقسیم بندی کردند که در جدول زیر آورده شده است.
وزن حجمی سنگها در هر یک از لایه‌های زمین با افزایش عمق زیاد می‌شود و در هر یک از ناپیوستگیهای اصلی تغییر مشخصی در چگالی سنگها مشاهده می‌گردد. مثلا در ناپیوستگی گوتنبرگ چگالی از 5600 KJ/m³ در انتهای تحتانی گوشته به 1000 KJ/m³ در ابتدای هسته خارجی تغییر می‌کند. این اختلافات در مقادیر چگالی یا نتیجه تغییر در ترکیب شیمیایی کلی است و یا تغییر در فازهای موجود می‌باشند. ناپیوستگی موهو مشخصا نتیجه تغییر در ترکیب شیمیایی بوده ، در حالیکه ناپیوستگی در عمق 400 کیلومتری احتمالا به علت تغییر فازی است که الیوین در فشارهای موجود در این عمق ناپایدار می‌باشد.
|
هسته زمین در حال سرد شدن است
محققان با ارائه شواهدی اعلام کردند که هسته زمین در طی 3 بیلیون سال اخیر در حال سرد شدن است.
دانشمندان با ارائه شواهد جدیدی نشان دادند که در طی 3 بیلیون سال اخیر، هسته زمین سردتر شده است که به اعتقاد آنان این پدیده می تواند یکی از عوامل فعالیت های اخیر تکتونیکی زمین باشد.
گروهی از دانشمندان بین المللی به سرپرستی دانشگاه ملی استرالیا با استفاده از تکنولوژی سینکروترون ( نوعی شتابدهنده ذرات) موفق به انجام مطالعاتی بر روی ساختار شیمیایی صخره های آتشفشانی کوماتیتس که از لایه جبه زمین نشات گرفته اند شده و این نتیجه گیری را ارائه کردند.
محققان اعلام کردند اکثر این صخره ها تحت تاثیر دگرگونی فرسایشی ناشی از هوازدگی و دگردیسی قرار گرفته اند. با این وجود تحقیقات حضور قطرات کوچکی از ماگماهای باستانی را مشخص کرد که درون ساختارهای کریستال مانند محصور شده و از فرسایش فیزیکی در امان مانده اند. مطالعه بر روی این قطرات اطلاعات کاملی از زمان تشکیل آنها و فعل و انفعالات درونی و دیرین زمین را به دانشمندان ارائه کرد.
دانشمندان برای سالها درباره زمان شکل گیری این صخره ها و احتمال شکل گیری آنها در زمانی که حرارت هسته زمین 500 درجه بیشتر از زمان کنونی بوده است و یا ارتباط شکل گیری این صخره ها با وجود آب در اعماق زمین به مباحثه پرداخته بودند.
بر اساس گزارش زی نیوز، مطالعات جدید نشان می دهد که زمان شکل گیری این صخره ها هیچگونه آبی در اعماق زمین وجود نداشته و جبه زمین در سالهای دور بسیار داغ تر از امروز بوده و همین امر پدیده سرد شدن زمین در طی سالهای اخیر را به اثبات خواهد رساند.
زمین شناسان دانشگاه الینویز با ارائه مدلی سه بعدی از داخلی ترین هسته زمین کشف آن را تایید کردند. در این مدل سه بعدی ناهمسانگردی ارتعاشات درون زمینی و بافت کریستالهای آهن داخلی ترین هسته زمین ارائه شده است. محققان این دانشگاه گفتند برای سالهای طولانی بشر با اطلاعاتی بسیار ناقص به بررسی درون زمین پرداخته است اما اکنون و برای نخستین بار احساس می کنیم درک تقریبا کاملی از درون و داخلی ترین هسته زمین پیدا کرده ایم. به گفته آنها اکنون امکان مشاهده داخلی ترین هسته زمین فراهم شده است. بر اساس گزارش ساینس دیلی، محققان دانشگاه الینویز با استفاده از اطلاعات کسب شده در این زمینه از سراسر جهان به ارائه تجسمی از هسته داخلی زمین پرداخته اند. بر اساس یافته های این محققان هسته داخلی زمین که عمدتا از آهن ساخته شده است ترکیبی از هسته داخلی جامدی با قطر 2400 کیلومتر و ماده سیالی بر روی آن به قطر 7 هزار کیلومتر است. هسته داخلی نقش مهمی در پویایی درون زمینی ایفا می کند. این پویایی میدان مغناطیسی زمین را ایجاد می کند. براساس یافته های این محققان، هسته داخلی و جامد زمین حالتی ناهمسانگرد دارد که در نتیجه این وضعیت امواج درون زمینی با سرعتهایی متفاوت و در جهات مختلف جریان می یابد.
در حالي که اطلاعات اندکي تاکنون درباره مرکز کره زمين در اختيار بوده، هم‌اکنون داده‌هاي مربوط به زمين‌لرزه‌ها ثابت مي‌کند که مرکزي‌ترين و دروني‌ترين لايه کره زمين واقعا سخت است.
هر چند زلزله 5/7 ريشتري در موزامبيک در قاره آفريقا در فوريه سال 2006 ميلادي، خسارات مالي بزرگي به جاي گذاشت و دو نفر نيز جان سپردند، اما دانشمندان ژاپني توانستند از اين زلزله به سود تحقيقات خود استفاده کنند.
شبکه‌اي از دتکتورهاي بسيار حساس در ژاپن، امواج زمين‌لرزه موزامبيک را ثبت کردند و زمين شناسان بر پايه اين داده‌ها که به تازگي در نشريه علمي طبيعت منتشر کرده‌اند، کيفيت داخلي‌ترين و مرکزي‌ترين لايه و بخش زمين را کشف کردند که يکي از رموز و اسرار بزرگ زمين است.
از آنجا که يک سوند کاوشگر و تحقيقي در مسير 6400 کيلومتري تا مرکز زمين تحت تأثير گرماي شديد ذوب و در فشار عظيم نرم و له مي‌شود، پژوهشگران نمي‌توانند چنين سوندي را به سادگي به مرکز زمين بفرستند.
چنين کاوشگري بايد نخست از سه هزار کيلومتر لايه سنگي و سخت زمين و سپس يک قشر آهنين مايع دو هزار کيلومتري و آتشين گذر کرده تا به مرکزي‌ترين و دورني‌ترين لايه و سپس به هسته زمين برسد.
اين در حالي است که هسته زمين با 6700 درجه سانتيگراد حتي داغتر و گرمتر از سطح خورشيد است و بايد يک مايع آتشين باشد، اما فشار توده زمين هسته آن را به يک گلوله آهنين سخت و محکم تبديل کرده است.
اين تئوري، يک ديدگاه و نظر علمي است و هنوز ثابت نشده است که مرکز و هسته زمين، واقعا سخت و محکم است و صرفا غيرمستقيم و با تجزيه و آناليز امواج زمين، مي‌توان چنين امري را ثابت کرد.
از آنجا که امواج از مرکز يک زلزله به سمت وسط زمين پيش مي‌روند، ويژگي‌هاي خود را در مرز بين هسته آهنين سخت و مايع تغيير مي‌دهند. در انتهاي ديگر زمين و در نقطه‌اي که امواج در نهايت مي‌رسند، مي‌توان نشانه‌هاي زمين‌لرزه را با خصوصيات خاصي ثبت کرد و اصطلاحا انگشت‌نگاري زلزله‌اي يک هسته سخت و محکم را ثبت کرد.
بر پايه گزارش«جيمز وکاي»، کارشناس زلزله از دانشگاه بريستول انگليس و همکارانش در نشريه طبيعت، اين پژوهشگران که چندين سال در جستجوي اين‌گونه علامت‌ها و نشانه‌هاي زمين هستند، داده‌ها و علامت‌هاي ثبت شده در شبکه سنسور ژاپن به نام «اچ.آي.- نت» را نيز بررسي کردند.
از آنجا که چنين علامت‌هايي پس از گذر از چند هزار کيلومتر از مرکز زمين تا سطح آن، صرفا اندکي از انرژي خود را دارا هستند، اندازه‌گيري چنين علامت‌هايي در حالت عادي بسيار سخت است.
پژوهشگران براي دسترسي به اين اطلاعات که آيا هسته داخلي زمين سخت و محکم است، بايد از درون داده‌هاي ثبت شده، راه امواج را مجزا و فيلتر کنند.
شبکه سنسور در ژاپن حتي همه امواج زمين‌لرزه‌اي را رديابي و ثبت کرده است که از راه‌هاي ديگر از لايه‌هاي زمين گذر كرده‌اند و مي‌توان آنها را با صداي مهيب قطارها روي ريل، صداي تکان دادن درختان توسط باد به سادگي اشتباه گرفت که هميشه زمين را تکان مي‌دهند.
اما «يوآخيم ريتر»، متخصص فيزيک زمين در دانشگاه فني کارلسروهه معتقد است که «وکاي» توانسته است خوشبختانه امواج واقعي زمين‌لرزه و تکان‌هاي ديگر داخل زمين را از يکديگر تفکيک کند. ريتر نتايج تحقيقات وکاي را داراي قابليت علمي خواند و تأکيد کرد: بيش از هفتصد سنسور شبکه اندازه‌گيري ژاپن که در عمق زمين قرار داشته‌اند، به ندرت تکان‌ها و مزاحمت‌هاي سطح زمين را احساس و رديابي و ثبت کرده‌اند.
اين ژئوفيزيکدان آلماني در عين حال مي‌گويد: مسأله سخت و محکم بودن هسته داخلي زمين، اصلا يک موضوع مهيج و داغي نيست و در حقيقت، بحثي در اين باره نيست که هسته زمين سخت است.
ريتر افزود: موضوع کيفيت ترکيب مرکز زمين، مهمتر از مطالعاتي است که يک ماهيت سخت براي مرکز زمين قايل است.
اين ژئوفيزيکدان دانشگاه کارلسروهه مي‌گويد: بشر هنوز کيفيت ترکيب مرکز زمين را نمي‌داند و در اين مورد همچنان در ناآگاهي است، به گونه‌اي که پژوهشگران بر اين باورند که لايه آهنين در مرکز زمين، سريعتر از بقيه زمين مي‌چرخد، اما علت اين امر براي دانشمندان نامشخص بوده و احتمالا اين است که فلز در همه نقاط از کيفيت و خصوصيت مساوي برخوردار نيست.
«کنت کره آگر»، زمين‌شناس دانشگاه واشنگتن در سياتل مي‌گويد: هسته دروني و داخلي زمين، براي خود جهاني دارد و احتمالا ساختار کريستالي ميکروسکپي که لايه آهنين و سخت در آن هست، در همه جا مساوي و مشابه نيست.
«کره آگر» افزود: ما براي نمونه احتمال مي‌دهيم که نيمه گلوله غربي و شرقي زمين نيز با يکديگر تفاوت دارند.
کره آگر نيز داده‌هاي وکاي را به ويژه از اين جهت جالب مي‌داند که امواج زمين‌لرزه موزامبيک در آن دو بار ثبت شده‌اند. نخستين نشان و علامت اين امواج زلزله پس از يک سفر 5/29 دقيقه اي به ژاپن مي‌رسد و صرفا 7 ثانيه بعد، دومين نشان اين امواج ظاهرا پس از گذر از هسته دروني زمين به ژاپن مي‌رسد.
از آنجا که دومين بخش امواج از يک لايه ديگر گلوله فلزي گذر کرده که ويژگي ديگري دارد، سرعت آن کمتر بوده است.
از ديدگاه پژوهشگران، کيفيت ترکيب مرکز آهنين زمين ما، براي اين کره اهميت دارد. در حالي که هسته سخت و محکم زمين همواره رشد مي‌کند، لايه و قشر و جداره خارجي هسته را گرم و داغ مي‌کند که از آهن مايع است. فلز در اثر اين انرژي، در لايه‌هاي زمين جريان يافته و سرانجام حوزه مغناطيسي زمين را ايجاد مي‌کند.
پژوهشگران براي درک اين به اصطلاح «دينامو»، مي‌خواهند داده‌ها و اطلاعات بيشتري درباره ساختار و ساختمان هسته سخت زمين به دست آورند.
ريتر اميد دارد که داده‌ها و اندازه‌گيري‌هاي وکاي، از راه مشاهدات زيادي در ديگر نقاط زمين تکميل شود، اما براي دسترسي به چنين مشاهداتي، بايد در چند نقطه ديگر زمين، زلزله‌هاي خطرناکي رخ دهد تا بتوان تصويري از هسته زمين به دست آورد
مطالب مشابه :
نمونه فرم تنظیم یک سند تقسیم نامه
نمونه فرم تنظیم یک سند تقسیم نامه. چون شش دانگ یک قطعه زمین با بنای احداثی در آن بمساحت
نمونه فرم جمع آوری اطلاعات مالکین کشاورزی جهت واگذاری زمین چاه ملی(کاشت انحصاری)
شورای اسلامی روستای زیادآباد - نمونه فرم جمع آوری اطلاعات مالکین کشاورزی جهت واگذاری زمین
انواع چین و تقسیم بندی آن ها
زمین شناسی-مورفوتکتونیک - انواع چین و تقسیم بندی آن ها - - زمین شناسی- فرم تماس با
هسته زمین
زمین شناسی به فرم یک گودی حلقه مانند دور و درصد Ni ، آلیاژ Ne-Fi به سه دسته تقسیم می
کف پای صاف باعث درد در ساق پا و کمر می‌شود
امام کف پای صاف را به دو فرم تقسیم کرد و گفت: اگر فرد پایش را از زمین بلند کرد و قوس کف پا
ریاضیات وطبیعت
کره‌ي زمین بهترین فرم را برای کشیدن نیروی گرانش به دو نیمه‌ی نسبتاً متقارن تقسیم می
تقسیم مال مشترک
تفکیک افراز تقسیم وتقسیم نامه. فرم باشد؟ ۵-مثلا قطعه زمین 600متری بین 3 نفر مشاع
چگونگی اقامه دعوی درخصوص افراز اموال مشاع
اینجاست که بحث تقسیم اموال مشاع پیش می یک سوم از کل این زمین و دو سوم بقیه از آن
برچسب :
فرم تقسیم زمین