Wnętrze Ziemi – co przed nami kryje?

Nieważne, gdzie żyjemy, ile mamy lat lub skąd pochodzimy – wszyscy stąpamy po tej samej ziemi! Nasza planeta daje nam schronienie, możemy na niej żyć i się rozwijać. A jak wygląda wnętrze Ziemi? Sprawdźmy to!

Jak wygląda wnętrze ziemi?

Na pierwszy rzut oka Ziemia wydaje się być tylko nudną planetą zawieszoną w przestrzeni kosmicznej. Najciekawsze wydaje się wszystko, co z niej wyrasta i co na niej żyje. Jednak to, co znajduje się pod naszymi stopami, potrafi być równie interesujące i tajemnicze!

Na początku należy wiedzieć, że wnętrze Ziemi nie jest jednolite i można wyróżnić w nim pewne warstwy. Ta, po której stąpamy, czyli najbardziej zewnętrzna nazywana jest skorupą ziemską. Pod najwyższym pasmem górskim – Himalajami – może ona mierzyć nawet 80 km w głąb planety, jednak są miejsca, gdzie jest dużo cieńsza. Ta warstwa pod oceanami ma zaledwie 5-8 km!

Idąc dalej w głąb naszej planety natrafimy na płaszcz ziemski, który stanowi prawie 70% masy całej Ziemi. Dzielimy go na dwie warstwy. Górna znajduje się tuż pod skorupą i sięga około 400 km głębokości.

Poniżej znajdziemy strefę przejściową. W tym miejscu skały pod wpływem rosnącego ciśnienia i temperatury ulegają przemianom. Ich struktury krystaliczne są inne niż te znajdujące się w skałach na powierzchni, są mocniej upakowane.

Strefa poniżej to już płaszcz dolny, która sięga prawie 3000 km! W tym rejonie jest naprawdę gorąco! Jak bardzo? Temperatury spokojnie osiągają tu zawrotną wartość 2000^oC!

Samo centrum Ziemi nazywane jest jądrem. To najgłębiej położona warstwa naszej planety. Tak samo jak płaszcz ziemski, możemy je podzielić na części. Zewnętrzna charakteryzuje się temperaturą od 4000-5000^oC, składniki ją budujące są najprawdopodobniej w stanie płynnym.

Prawdziwe serce Ziemi – jądro wewnętrzne – zbudowane jest z niklu oraz żelaza i jest ciałem stałym. Tu temperatury osiągają nawet 6000^oC – to porównywalne wartości, jakie możemy zaobserwować na Słońcu! Jądro Ziemi znajduje się na głębokości od 5100 km do samego środka naszej planety, czyli dokładnie 6370 km!

Jak zaglądamy do wnętrza Ziemi?

Wnętrze Ziemi jest całkiem dobrze opisane. Możemy określić warunki, jakie tam panują, skały, jakie tam występują, a nawet z jakich pierwiastków są zbudowane. Skąd to wszystko wiemy? Czy to oznacza, że ktoś był we wnętrzu Ziemi i pobrał stamtąd próbki do badań? A może wysłaliśmy do wnętrza sondę badawczą i stąd te wszystkie informacje?

Badanie wnętrza Ziemi jednak nie jest takie proste, a to wszystko przez ekstremalne warunki ciśnienia i temperatury, jakie tam panują. Obecność ekipy badawczej jest niemożliwa, a sonda również szybko by zawiodła, jednak i tak informacji mamy dość sporo! Przeprowadzaniem tego typu badań zajmują się geolodzy, którzy w swojej pracy wykorzystują metody bezpośrednie i pośrednie.

Do tych pierwszych zaliczamy dokładne analizowanie skał czy prowadzenie odwiertów w ziemi. Jednak to nie tak, że udało nam się dokopać do jej środka. Najdłuższe drążenie na świecie szybu naftowego mierzy 13,5 km i znajduje się na Morzu Ochockim, natomiast najgłębszy odwiert badawczy zlokalizowany jest w Rosji i jest około kilometra krótszy.

To wydaje się sporym osiągnięciem, jednak pozwala tylko na pobranie próbek z zewnętrznych warstw. Tak naprawdę, jeśli weźmiemy pod uwagę promień Ziemi, to wkopaliśmy się zaledwie na 0,2% jej głębokości. Wiele jeszcze przed nami, jednak warunki panujące w tamtych rejonach skutecznie utrudniają nam pracę.

Przeczytaj też: W świecie nauk ścisłych – genialne teorie czy odrobina szczęścia?

Istnieją jednak metody pośrednie. W tym wypadku w badaniach geologom pomagają geofizycy. Analizują oni powstające na przykład podczas trzęsienia ziemi, fale sejsmiczne, czyli drgania rozchodzące się wewnątrz Ziemi.

W miejscach, w których fale nie rozkładają się równomiernie, ulegają załamaniu, przez co dostarczają wielu informacji naukowcom. Dzięki temu można określić budowę wnętrza Ziemi i zidentyfikować kolejne jej warstwy różniące się od siebie warunkami fizycznymi: temperaturą i ciśnieniem.

Dodatkowo badania minerałów i skał w laboratorium w różnych warunkach pozwala także na określanie składu chemicznego wnętrza Ziemi.

Gdy planeta grzmi – wybuchy wulkanów

Zazwyczaj wnętrze Ziemi jest dla nas dalekie i niedostępne, ale czasami zdarzają się zjawiska, które uchylają nam rąbka jego tajemnicy. Mowa oczywiście o wybuchach wulkanów. Głęboko w skorupie lub płaszczu może następować powolne zwiększanie się ciśnienia. Dodatkowo pod powierzchnią gromadzi się magma, czyli nic innego jak stopiona skała wraz z mieszaniną gazów. Kiedy dochodzi do erupcji, z komina wulkanu wydostaje się pod ciśnieniem ogromna ilość dymu, popiołu, kawałki skał, a także fontanna płynnej cieczy – lawy. 

Takie zjawisko, mimo że w teorii brzmi jak piękny spektakl natury, jest naprawdę niebezpieczne. Potok spływającej lawy i lawiny głazów potrafią zabić wiele istnień. Dodatkowo podczas eksplozji uwalniana jest do atmosfery ogromna ilość niepożądanych gazów cieplarnianych!

Niestety matki natury nie da się powstrzymać, ale by zniwelować skutki takich katastrof, na całym świecie prowadzone są dokładne analizy pozwalające w porę przewidzieć te procesy.

Podsumowanie

Podróż do wnętrza Ziemi brzmi jak niezwykła badawcza przygoda. Mimo to jest dla nas niedostępna. Jednak naukowcy nieustannie pracują nad tym, by dopracowywać wiedzę na temat wnętrza naszej planety. A od czasu do czasu to wnętrze daje nam o sobie znać podczas erupcji wulkanicznych. Oby jednak takich sytuacji było jak najmniej!

Literatura:

https://www.wnp.pl/nafta/15-tys-metrow-nowy-rekord-w-dlugosci-odwiertu-naftowego-pobity-na-morzu-ochockim,311513.html

https://www.deltami.edu.pl/temat/fizyka/zastosowania/2016/10/27/Jak_badamy_glebokie_wnetrze_Ziemi/

https://szkolnictwo.pl/szukaj,P%C5%82aszcz_ziemski#Metodologia_bada.C5.84

http://geoportal.pgi.gov.pl/zrozumiec_ziemie/lekcje/lekcja_1

https://www.national-geographic.pl/artykul/w-srodku-ziemi-znajduja-sie-dwie-zagadkowe-struktury-gigantycznych-wielkosci-geolodzy-chca-odkryc-ich-tajemnice-220311121348#

https://www.national-geographic.pl/artykul/budowa-wnetrza-ziemi-jak-zbudowana-jest-nasza-planeta

https://zpe.gov.pl/a/budowa-wnetrza-ziemi/DukJHt3jT

https://zpe.gov.pl/a/jakie-procesy-wywoluja-zjawiska-wulkaniczne-i-trzesienia-ziemi/DI4ZOJnx4

Autor

Monika Tarasek

Nieustannie odkrywam piękno świata biologii i chemii. Głęboko wierzę, że wszystkie skomplikowane zjawiska przyrodnicze można wyjaśnić w sposób prosty i przystępny. Ukończyłam kierunek Biochemia na Uniwersytecie Jagiellońskim. W wolnym czasie dużo się uśmiecham, chodzę z głową w chmurach, a kiedy nie rozwijam się naukowo, spełniam się artystycznie.

Więcej od tego autora