Febbraio 6, 2023

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In che modo il nucleo della Terra è rimasto caldo come la superficie del Sole per miliardi di anni?

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Bambini ficcanaso È una serie per bambini di tutte le età. Se hai una domanda a cui vorresti che un esperto rispondesse, inviala a curiosokidsus@theconversation.com.

In che modo l’interno della Terra rimane caldo per miliardi di anni? Henry, 11 anni, Somerville, Massachusetts

La nostra Terra è fatta come una cipolla, strato dopo strato.

Partendo dall’alto verso il basso, c’è la corteccia, che comprende la superficie su cui si cammina; poi in basso, il manto, per lo più roccia dura; poi più in profondità, il nucleo esterno, fatto di ferro liquido; Infine il nucleo interno, in ferro pieno, con un raggio pari al 70% del volume della Luna. Più ti immergi in profondità, più diventa caldo: parti del nucleo sono calde come la superficie del sole.

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Il viaggio al centro della terra

K Professore di Scienze della Terra e PlanetarieStudio l’interno del nostro mondo. Proprio come un dottore può usare una tecnica chiamata Sonografia Per creare immagini delle strutture all’interno del tuo corpo usando gli ultrasuoni, gli scienziati usano una tecnica simile all’imaging delle strutture interne della Terra. Ma invece degli ultrasuoni, i geoscienziati lo usano onde sismiche Onde sonore generate dai terremoti.

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Sulla superficie terrestre vedi terra, sabbia, erba e, naturalmente, marciapiedi. Le vibrazioni sismiche rivelano cosa c’è sotto: rocce grandi e piccole. Tutto questo fa parte della crosta che può scendere fino a 20 miglia (30 chilometri); Galleggia sopra uno strato chiamato mantello.

La parte superiore del mantello di solito si muove con la crosta. Insieme, sono chiamati Litosferache ha uno spessore medio di circa 60 miglia (100 km), anche se potrebbe essere molto più spesso in alcune località.

La litosfera è divisa in diversi I blocchi di grandi dimensioni sono chiamati piatti. Ad esempio, la placca del Pacifico si trova sotto l’intero Oceano Pacifico e la placca nordamericana copre la maggior parte del Nord America. I pannelli sono come pezzi di un puzzle che si incastrano grossolanamente e coprono la superficie della Terra.

I pannelli non sono fissi. Invece si muovono. A volte è la più piccola frazione di pollici in un periodo di anni. Altre volte c’è più movimento ed è più improvviso. Questo tipo di movimento è ciò che provoca terremoti ed eruzioni vulcaniche.

Inoltre, il movimento delle placche è un fattore critico, e forse necessario, che guida l’evoluzione della vita sulla Terra, perché le placche in movimento cambiano l’ambiente e Costringere la vita ad adattarsi alle nuove condizioni.

Il riscaldamento è acceso

Il movimento del piatto richiede un mantello riscaldato. Infatti, man mano che ci si addentra nel terreno, la temperatura aumenta.

Nella parte inferiore delle placche, a una profondità di circa 60 miglia (100 chilometri), la temperatura è di circa 2.400 gradi Fahrenheit (1.300 gradi Celsius).

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Quando raggiungi il confine tra il mantello e il nucleo esterno, che si trova a 1.800 miglia (2.900 chilometri) di profondità, la temperatura è di circa 5.000 F (2.700 C).

Quindi, al confine tra il nucleo esterno e quello interno, la temperatura raddoppia, raggiungendo quasi 10.800 F (più di 6.000 C). Questa è la parte Caldo come la superficie del sole. A questa temperatura, quasi tutto – minerali, diamanti, persone – vaporizza in un gas. Ma poiché il nucleo è sotto alta pressione nelle profondità del pianeta, il ferro che lo compone rimane liquido o solido.

collisione nello spazio

Da dove viene tutto questo calore?

Non è dal sole. Mentre riscalda noi e tutte le piante e gli animali sulla superficie terrestre, la luce solare non può penetrare per chilometri all’interno del pianeta.

Piuttosto, ci sono due fonti. Uno è il calore ereditato dalla Terra durante la sua formazione 4,5 miliardi di anni fa. Terra fatta dalla nebulosa solareuna gigantesca nube di gas, tra infinite collisioni e fusioni di frammenti di roccia e detriti Si chiamano planetesimi. Questo processo ha richiesto decine di milioni di anni.

Durante quelle collisioni fu prodotta un’enorme quantità di calore, sufficiente a sciogliere l’intera Terra. Anche se parte di questo calore è stato disperso nello spazio, ciò che ne è rimasto è rimasto intrappolato all’interno della Terra, dove rimane gran parte di esso oggi.

Un’altra fonte di calore: il decadimento degli isotopi radioattivi, che sono onnipresenti sulla Terra.

Per capirlo, immagina prima un oggetto Come una famiglia con isotopi come suoi membri. Ogni atomo di un dato elemento ha lo stesso numero di protoni, ma i suoi diversi cugini isotopici hanno un numero variabile di neutroni.

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Isotopi radioattivi non stabile. Rilasciano un flusso costante di energia, che viene convertita in calore. Il potassio-40, il torio-232, l’uranio-235 e l’uranio-238 sono quattro degli isotopi radioattivi che mantengono caldo il nucleo terrestre.

Alcuni di questi nomi potrebbero suonarti familiari. L’uranio-235, ad esempio, viene utilizzato come bobina combustibile nelle centrali nucleari. La terra non corre il rischio di esaurire queste fonti di calore: anche se la maggior parte L’uranio-235 e il potassio-40 originali sono sparitiC’è abbastanza torio-232 e uranio-238 per altri miliardi di anni.

Insieme al nucleo caldo e al mantello, questi isotopi energetici forniscono calore per guidare il movimento delle placche.

Nessun calore, nessun movimento della piastra, nessuna vita

Anche adesso, le placche in movimento continuano a cambiare continuamente la superficie terrestre Nuove terre e nuovi oceani nel corso di milioni e miliardi di anni. Le lastre influenzano anche l’atmosfera per periodi di tempo altrettanto lunghi.

Ma senza il calore interno della Terra, le placche non si muoverebbero. La terra potrebbe raffreddarsi. Il nostro mondo è probabilmente inabitabile. Non sarai qui.

Pensaci, la prossima volta che sentirai il terreno sotto i piedi.

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scritto da: Xichu HuangE Università del Tennessee.

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