Barne nukleo

Wikipedia, Entziklopedia askea
Jump to navigation Jump to search
Lurraren geruzak; 6: barne nukleoa; C: Lehmannen eten.

Barne nukleoa, Lurraren barrueneko geruza da. Orain dela 1000 milioi urte baino gehiago eratu zen. Esfera solido bat da 1.220 kilometroko erradioa daukana, (ilargiaren erradioaren %70 gutxi gorabehera)[1][2] eta lurrazalatik neurtuta, 3000km baino gehiagoko sakoneran dago. Nikel eta burdin aleazio batez osatuta dago bai eta beste zenbait elementuz ere. Hau dela eta, bere dentsitatea oso altua da, ia 14 g/cm3-koa. Barne nukleoaren azaleko tenperatura 5.700 °K (5.430 °C) ingurukoa da, ia Fotosfera-ko tenperatura berbera[3].

Aurkikuntza[aldatu | aldatu iturburu kodea]

P (konpresiozko) eta S (zizaila higidurako) uhinen abiadura Lurarren abrruan PREM ereduaren arabera. Gris iluneko eremua (6 zenbakizkoa) barne-nukleoa da kanpo nukleoaren azpian dagoena zeinek S uhinak pasatzen galarazten dituen.

Nukleoak barne geruza bat zeukala bere kanpo geruza likidoaz gain 1936an aurkitu zuen Inge Lehmann[4] sismologo danimarkarrak. Hau, Zeelanda Berriko lurrikara batzuen sismogramak behatuz ikusi zuen. Lehnmannek uhin sismikoak aztertuz hauen isladapen bat zegoela ikusi zuen, barne nukleoaren mugan hain zuzen ere, eta islatutako uhinak lurrazalean zehar detekta zitezkeela sismagrama oso sentikorrei esker, gorputz honen erradioa lurraren erradioaren 1/6 zela aurresan zuen. Muga honi Bullen-en etena[5] deritzo, askotan Lehnmannen etena[6] ere. Urte batzuen ostean, 1940an, barne nukleoa burdinez egindako solido bat zelaren hipotesia egin zen 1971an onetsi egin zena[7]. Kanpo nukleoa likidoa zela ondorioztatu zen hainbat behaketen ondoren zeinetan P uhinak (konpresiozkoak) gurutzatzen zuten baina S uhinak ez (zizaila higidurazkoak). S uhinek solidoetan barna ondo hedatzen dira baina likidoetan oso gutxi hedatzen dira ia hedaezinak direla esanik[8]. PREM modeloari esker (Preliminary Reference Earth Model) bere dentsitatearen baloreak eman ziren: 12300 kg/m3 nukleoaren azalean eta 13100 kg/m3 lurraren zentruan.[9] 1995ean, modelo sismologiko berri batek, ak135[10], nukleoaren erradioa 1217,5 km-koa dela dio. Emaitz hauek Annie Souriau sismologo frantzesaren behaketekin bat egiten dute zeinek nukleoaren elipsizitatea aztertu zuen onden erreflexioaren bitartez.[11]

2002an, ikerlari estatu batuarrak barne nukleoaren azpinukleo baten presentzia iragarri zuten[12] (innermost inner core ingeleraz) beranduagoko ikerketa batek berretsi zuena. Ikerketa hauek nukleoaren anisotropia sismikoan oinarritzen dira.

Osaketa[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Lurrazalarekin eta mantuarekin aldaratuta (non mineral ugari dauden), nukleoa, ia metalez soilik osatuta dago; burdin puruzkoa balitz berez daukan dentsitatea berezkoarena baino bakarrik %3 handiagoa izango litzateke. Zehazki, Burdina eta Nikela dira metal kopurutsuenak. Hala ere, badaude burdinean disolbatzen diren beste elementu batzuk "siderofilo" izenez ezagutzen direnak. Elementu hauetako asko ez direnez ugaritasunean lurrazalean aurkitzen, siderofilo asko metal ederrak/bitxiak bezala klasifikatu dira, urrea, kobaltoa eta platinoa adibidez.

Metalez gain, sufreak oxigenoak eta silikonak ere presentzia handia daukate barne nukleoan. Adibidez, Lur planetan dagoen sufre kantitatearen %90-a bertan baitago.

Eraketa[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Lurraren hozketa dela eta, Lurraren zentruaren tenperatura nikel eta burdin aleazioko fusio tenperaturatik jaitsi zen. Ondorioz, poliki-poliki kanpo nukleo likidoa solidifikatzen hasi zen. Honek esan nahi du bi nukleoen arteko muga kristalizazio eremu bat dela. Honi esker geruza honen azaleko tenperatura jakitea ahalbidetzen gaitu betiere eskualde horretako presioa ezagutzen badugu. Hainbat mineralogistek burdin muestrak hartu eta nukleoak jarduten duen presioaren berdina eragin diote horrela burdinaren urtze tenperatura, eta aldi berean nukleoarena, kalkulatzeko. 5500K-ekoa dela kalkulatu da baina gaur egungo egoerarekin ezin da 500K errorea baino behaketa hobeagorik egin.

Tenperatura[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Barne nukleoaren tenperatura burdinaren urtze puntuarena baino handiagoa da. Hala ere, kanpo nukleoan gertatzen ez den bezala, barne nukleoa solidoa da presioa izugarri altua delako. Bi nukleoen arteko mugan tenperatura 5400 °C ingurukoa dela kalkulatu da. Presioa (3,6 milioi atmosfera baino gehiago, 330 GPa) eta dentsitatea hain handiak direnez, burdinaren atomoak ezin dira fase likidora pasa bere urtze tenperatura zeharo handitzen baita hain orden handiko presioetan (Clausius-Clapeyron ekuazioa).

Historia[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Hoztearen abiaduraren ondorioz, uste da barne nukleoa duela 0,5-tik 2 bilioiko tartean solidifikatzen hasi zela nukleo guztiz likidotik (planetaren osaketaren ostean sortu zena). Hau egia izango balitz, esan nahiko luke Lurraren barne nukleoa ez dela ezinbesteko ezaugarri bat planetaren osaketan baizik eta ezaugarri bat Lurra baino gazteagoa dena (Lurra 4,5 billioi urte inguru dauzka).

Dinamika[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Barne nukleoa poliki-poliki handitzen dela uste da kanpo nukleoarekin mugan dagoen likidoa hoztu egiten baita eta solidifikatzen da Lurraren hozketa gradualaren ondorioz (100 °C / 1 Bilioi urte). Hainbat ikerlarik hasieran uste zuten barne nukleoa homogeneoa izango zela hasieran barne nukleoa hozten zihoan likido bat zelako, gaur egun gertatzen den prozesu berberaz. Hainbestekoa zen uste hau non barne nukleoa burdinezko kristal bakar bat zelaren hipotesia sortu zen baina predikzio hauek ezeztatuak izan ziren behaketei esker. Behaketa hauetan nolabaiteko anabasa zegoela ikusi zen uhin sismikoak zati batzuetatik azkarrago igarotzen baitziren beste leku batzuetatik baino. Nukleoaren atal hau, kanpo nukleo likidoari esker Lurraren gainontzeko egiturarekiko ez dago hain gogor lotuta, hori dela eta, ekialderantz biratzen duela konprobatu da lurrazala baino abiadura handiagoaz. Kalkulatu da abiadura honek urtean barne nukleoak beste planeta guztiak baino gradu bat gehiago egiten duela

Erreferentziak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  1.   Monnereau, Marc; Calvet, Marie; Margerin, Ludovic; Souriau, Annie (2010-05-21) «Lopsided growth of Earth's inner core» Science (New York, N.Y.) (5981): 1014–1017 doi:10.1126/science.1186212 ISSN 1095-9203 PMID 20395477 . Noiz kontsultatua: 2018-11-27 .
  2. (Ingelesez)  Engdahl, E. R.; Flinn, E. A.; Masse, R. P. (1974-12-01) «Differential PKiKP Travel Times and the Radius of the Inner Core» Geophysical Journal International (3): 457–463 doi:10.1111/j.1365-246x.1974.tb05467.x ISSN 0956-540X . Noiz kontsultatua: 2018-11-27 .
  3.   Alfè, D; Gillan, M.J; Price, G.D (2002-01) «Composition and temperature of the Earth’s core constrained by combining ab initio calculations and seismic data» Earth and Planetary Science Letters (1-2): 91–98 doi:10.1016/s0012-821x(01)00568-4 ISSN 0012-821X . Noiz kontsultatua: 2018-11-27 .
  4.   Earth : inside and out New Press 2001 ISBN 1565845951 PMC 45386398 . Noiz kontsultatua: 2018-11-27 .
  5.   C. Butler, John, Class Notes - The Earth's Interior .
  6.   1922-, Krebs, Robert E., (2003) The basics of earth science Greenwood Press ISBN 0313319308 PMC 50676832 . Noiz kontsultatua: 2018-11-28 .
  7.   International handbook of earthquake and engineering seismology Academic Press 2002-2003 ISBN 0124406521 PMC 51272640 . Noiz kontsultatua: 2018-11-28 .
  8.   Monastersky, R. (1996-07-20) «Putting a New Spin on Earth's Core» Science News (3): 36 doi:10.2307/3980339 ISSN 0036-8423 . Noiz kontsultatua: 2018-11-28 .
  9.   Stacey, Frank D.; Davis, Paul M. (2008) Physics of the Earth Cambridge University Press ISBN 9780511812910 . Noiz kontsultatua: 2018-11-29 .
  10.   Kennett, B. L. N.; Engdahl, E. R.; Buland, R. (1995-07) «Constraints on seismic velocities in the Earth from traveltimes» Geophysical Journal International (1): 108–124 doi:10.1111/j.1365-246x.1995.tb03540.x ISSN 0956-540X . Noiz kontsultatua: 2018-11-29 .
  11.   Souriau, Annie; Souriau, Marc (1989-07) «Ellipticity and density at the inner core boundary from subcritical PKiKP and PcP data» Geophysical Journal International (1): 39–54 doi:10.1111/j.1365-246x.1989.tb05512.x ISSN 0956-540X . Noiz kontsultatua: 2018-11-28 .
  12.   Ishii eta Dziewonski, M eta A.M (2002) «Doi/10.1073/pnas.172508499» PNAS .