новости космоса
11840 22
03 марта 2015 13:05:02

Изучение испарения железа помогло раскрыть секреты формирования Земли и Луны

Воссоздав экстремальные условия, в которых происходило формирование Земли, ученые углубили свои знания о том, как происходит испарение железа, а также о том, какое влияние «железный дождь» оказал на формирование Земли и Луны.

«Нас интересуют процессы испарения железа, так как эти процессы могут лежать в основе роста ядра нашей планеты», — сказал один из соавторов новой научной работы Сара Стюарт, профессор наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Дэвисе, США.

Ученые из Ливерморской национальной лаборатории, Национальной лаборатории Сандия, Гарвардского университета и Калифорнийского университета в Дэвисе использовали один из самых мощных на нашей планете источников радиации, установку Z-machine Национальной лаборатории Сандия, чтобы воссоздать условия, в которых происходило формирование Земли. Ученые подвергли образцы железа в этой экспериментальной установке высоким ударным нагрузкам, сталкивая с ними алюминиевые пластинки на гигантских скоростях. Исследователи разработали новую технику получения ударной волны, с тем чтобы определить критические условия столкновения, необходимые для перевода железа в парообразное состояние.

Ученые обнаружили, что ударные нагрузки, необходимые для превращения железа в пар, оказались намного меньше, чем предполагалось, и это может означать, что при формировании Земли могло испариться больше железа, чем считалось ранее.

Таким образом, железо из бомбардирующих нашу планету космических объектов, могло не погружаться отдельными каплями к ядру Земли сквозь расплавленную мантию, а испаряться при столкновении, с тем чтобы затем выпадать в форме дождя на бурлящую поверхность жидкой мантии Земли, хорошо перемешиваясь с её веществом.

Кроме того, отмечают исследователи, эти находки позволяют объяснить, почему Луна, которая, как считается, уже сформировалась к этому времени, оказалась настолько бедна железом, несмотря на то, что формирование её проходило в схожих условиях. Авторы предполагают, что слабая гравитация Луны не позволила ей удержать большую часть испаренного в результате космических столкновений железа.

Исследование было опубликовано 2 марта в журнале Nature Geoscience.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
DimitriyP173 · 03-03-2015

Любопытно... Если следовать логике исследователей, проводивших этот эксперимент, то Луна должна быть бедна не только железом, но и другими металлами. Более того, чем менее тугоплавок металл, тем меньше должно быть его количество в составе Луны. Кто-нибудь помнит, чего там по содержанию металлов в Луне и Земле?
Это, кстати, должно бы касаться и других планет. Ну, если теория верна!!! Должна быть сравнительно чёткая корреляция между массой планеты, содержанием в её составе желез и иных металлов.
Проанализировав эти данные можно было бы понять, дать Австралийским учёным "Нобеля", или тапком в лоб! =)))

2
DimitriyP173 · 03-03-2015

Хотя нет, вру. Тугоплавкость металлов здесь "не решает". Только масса объекта (планеты).

3
geolux138 · 03-03-2015

Геохимия Земли и Луны, а также изотопный состав лунных и земных пород близки между собой. На Луне меньше лёгких и летучих элементов и соединений; последнее исследование на эту тему - изотопный состав титана в породах Луны и Земли практически одинаков. Эти данные - свидетельство того, что Луна - часть Земли, отделилась от неё где-то в катархее. Тогда Земля была подобна нынешней Венере: расплавленной, с только начавшимся образованием твёрдо коры. Пониженное содержание железа на Луне в целом можно объяснить много меньшим её ядром и его силикатным составом, а также тем, что отделился от Земли сегмент, содержащий только породы коры и мантии (средняя плотность Луны точно равна средней плотности земной мантии). Сравнивать же породы лунной и земной коры в целом пока, по-моему, некорректно: достоверно лунных пород в руках учёных было очень мало. Сотни же кг "лунного" грунта Аполлонов независимыми учёными вне США не исследовались, а сейчас вообще таинственным образом исчезли из хранилищ НАСА, как сообщалось не так давно.
Насчёт корреляции массы и содержания металлов на планетах - вряд ли. Так Меркурий должен быть гигантом: 70% массы - железо и тяжёлые элементы; у него даже бОльшая часть атмосферы - пары натрия.

4
DimitriyP173 · 03-03-2015

geolux. "Насчёт корреляции массы и содержания металлов на планетах - вряд ли. Так Меркурий должен быть гигантом: 70% массы - железо и тяжёлые элементы"

Во! И я об том же самом! Сыроватая ещё теория у Австралийцев. Если вообще верная.

5
Гришин_С_Г158 · 03-03-2015

Согласен с geolux6. Тем более, что по моей версии образования
планет Земной группы (с Луной, некоторыми спутниками планет-
гигантов и пропастью "мелких брызг"), вся эта братия
образовалась в результате разрушения Солнцем некоего
космического тела, столкнувшегося с ним или попавшего
в его область Роша. Других версий, толкующих недостаток
момента количества движения Солнца, разность скоростей
вращения его экваториальной и приполярной зон, а также
группировку осей вращения планет Солнечной системы.
Эти пока ещё конкретно не подорваны (Жду - не дождусь).
Может здесь кто не поленится...

6
dilettant170 · 03-03-2015

Химический состав лунного реголита в процентах[30].
Элементы Доставлен «Луной-20» Доставлен «Луной-16»
Si 20,0 20,0
Ti 0,28 1,9
Al 12,5 8,7
Cr 0,11 0,20
Fe 5,1 13,7
Mg 5,7 5,3
Ca 10,3 9,2
Na 0,26 0,32
K 0,05 0,12
© Википедия.
Некоторые позиции очень разнятся, правда это лишь лунный реголит.
Исследования сильно смахивают на попытку подгонки под известные данные.

7
Inoletyanin9 · 04-03-2015

"Может здесь кто не поленится... "
Гришин_С_Г46, ох как лень, на столько лень, что даже лень вам отвечать, но рука так и тянется к любимомй Клаве, давай, ты должен, ты боец! :).
Но всё равно лень-матушка одолевает.
А вот деловой-папушка, ну никак не приходит. Думаю где то в делах всё пропадает.
Так что вот так, ну в общем никак, лень просто...

8
DimitriyP173 · 04-03-2015

dilettant. Тогда в срвнении с Землёй (земной корой) выходит следующее:
Хим. элемент - Луна - Земля
Si - 20 - 15,12
Ti - 0,28/1,9 - 0,082
Al - 12,5/8,7 - 1,41
Cr - 0,11/0,20 - 0,412
Fe - 5,1/13,7 - 32,07
Mg - 5,7/5,3 - 13,9
Ca - 10,3/9,2 - 1,54
Na - 0,26/0,32 - 0,125
K - 0,05/0,12 - 0,0135

Понятно, что таковое сравнение - между поверхностью(!) Луны в 2-х точках, и неплохо изученной корой Земли - не самое корректное, но разница всё же налицо. Из всех показателей у Земли больше только железа, магния и хрома. А как же остальные элементы? Титан, алюминий, кальций?... Откуда такая разница?
В теорию испарения вроде как всё это не очень хорошо укладывается. И хотя такой механизм (столкновение-испарение и пр.) вполне мог работать, мне почему-то кажется, что он был далеко не главным!

9
dilettant170 · 04-03-2015

Так и я о том же, налицо явная подгонка под результат, другим словом - спекуляция фактами.

10
Inoletyanin9 · 04-03-2015

Сфактуляция

11
DimitriyP173 · 04-03-2015

Во! Искал тут про эту Z-машину (с чего это в ней стлько молний разом поселилось), нашёл в "вики" вот чего:

"Z-Машина представляет собой цилиндр диаметром 32 м и высотой 6 метров в окружении 36 радиальных электрических проводников более 1 м в диаметре. В центре сосуда, который для изоляции заполнен деионизированной водой, расположена вакуумная камера диаметром 3 метра. В камере находится так называемый Z-Pinch — специальное приспособление из 300 вольфрамовых параллельных проволок в направлении оси Z [вертикальная ось] высотой 20 см. Толщина вольфрамовой проволоки 10 мкм — около 1/10 толщины человеческого волоса. В центре цилиндра из проволок располагается пластиковая ёмкость, наполненная смесью дейтерия и трития. Чтобы стал возможен термоядерный синтез, смесь должна быть быстро сжата и нагрета. Это можно обеспечить давлением электромагнитного излучения с помощью рентгеновской установки.

Для создания необходимого излучения в течение очень короткого периода менее 100 наносекунд электрический ток 20 миллионов ампер направляется одновременно через все 36 радиальных проводников. Тонкие вольфрамовые проволоки в центре испаряются, превращаясь в очень горячий ионизированный газ — плазму. Электрический импульс создаёт сильное магнитное поле в электропроводящей плазме, при этом происходит сжимание и нагревание — так называемый Пинч-эффект. Материал стенок, окружающих цилиндр, нагревается до температуры в несколько миллиардов градусов Кельвина. Это ведёт к тому, что цилиндр в течение одного момента излучает интенсивный рентгеновский импульс с пиковой мощностью 290 ТВт.
Когда этот импульс достигает капсулы с дейтерием и тритием, она под давлением излучения сжимается до доли от их первоначального размера и нагревается. В течение нескольких наносекунд достигается мощность, в 80 раз превышающая потребление энергии на всей Земле.
Электрическая энергия вырабатывается с помощью Генераторов Маркса."

P.S.: До кучи на картинки не хватает только безумных учёных, с взъерошенными а-ля Эйнштейн волосами!

12
geolux138 · 04-03-2015

Гришин_С_Г . Есть версия, объясняющая те непонятки, что Вы привели. Версия, коротко, такая: почти все главные небесные тела солнечной системы (планеты) - в буквальном смысле дети Солнца; они (материя их вместе с ядрами планет) выброшены Солнцем на ранней стадии развития системы (кроме Венеры, которой всего 500-800млн.лет отроду). Выброшено сверхплотное ядро планет в окружении газа (плазмы, быстро остывшей); в дальнейшем ядро, распадаясь с поверхности на более мелкие части вплоть до ядер элементов, образует другие газы атмосферы и каменное тело планеты, постепенно остывающее. Если процессы распада ядра ускоряются, возможно отделение от него более мелких частей и образование, например, спутников планет( на ранней стадии, когда каменное тело планеты ещё в расплавленном состоянии). При резком ускорении процессов распада ядра возможно даже разрушение планеты; это, видимо, и произошло с Фаэтоном между Марсом и Юпитером.При этом образовался пояс астероидов и доп. спутники у Юпитера, Марса и возможно других внешних планет.
Такая схема просто и естественно объясняет и распределение момента вращения между Солнцем и планетами, и направление вращения и осей планет. А разное вращение отдельных частей атмосфер прослеживается на всех планетах с мощными атмосферами; то же и с атмосферой Солнца. Линейная скорость вращения поверхности планет на разных широтах разная, и атмосфер - тоже; в приполярных областях образуются вообще специфические атмосферные вихри, даже у Земли. Такая схема объясняет также состав и структурно-текстурные особенности пород метеороидов и астероидов, особенности вулканизма небесных тел и многое другое. Примером только что образовавшихся таким образом планет являются, по-моему, многочисленные "горячие Юпитеры", открытые у многих звёзд в последнее время. По крайней мере, они не могли образоваться так близко от светила из газа и пыли (гравитация звезды не даст).
А гипотеза образования звёзд и планет из газа, пыли и обломков несостоятельна даже математически.
Вот как-то так.

13
Inoletyanin9 · 04-03-2015

geolux6, вполне разделяю ваш взгляд на образование планет, а то меня всегда смущало возникновение планет из газа и пыли. Не смотря на лярдолетие собраться в кучу веществу и образовать даже Землю, не говоря уж об Юпитере и Сатурне, крайне затруднительно. И не смотря на кучкование вещества в невесомости открытым америкастронавтом.

14
DimitriyP173 · 04-03-2015

geolux. Красиво... Но не понятно, какой механизм заставляет Звезду выбрасывать такое "протопланетное" вещество?
Да и с осями планет, если честно не совсем ясно. Как я понимаю, при таком механизме планетообразования оси вращения планет должны быть примерно перпендикулярны плоскости эклиптики или, если угодно, вектору "выброса" протопланетного сгустка. Однако Уран, "лежащий на спине", этому противоречит.

По поводу образования "горячих юпитеров" посредством выброса звёздного вещества возникают ещё большие сомнения, ввиду того, что в этом случае, теоретически, можно было бы допустить образование каменистой планеты, но не планеты-гиганта, т.к. её атмосферу должно бы "сдуть" в процессе формирования, ещё до того, как она сформируется в составе планеты.

Короче, теория интересная, но на мой непрофессиональный взгляд, оставляющая вопросов ничуть не меньше, нежели "классические", со слипанием всяческой космической пыли и грязи в нечто планетоподобное.

15
Inoletyanin9 · 04-03-2015

DimitriyP30, ну и самое главное то в завершении, что после такого мощного импульса то? Термояд запускается?

16
DimitriyP173 · 04-03-2015

Inoletyanin. Это по поводу Z-машины что-ли? Да вроде так... А хрен (растение) ли ему не запуститься, при таком то давлении и температуре? Правда он (термояд) "живёт" всего микросекунды, или вроде того, но... да, запускается.

17
DimitriyP173 · 04-03-2015

В термояде беда не в том, чтоб его запустить, а в том, чтоб его удержать. Уж больно это капризная штука. Чуть что не по евойному - всё, сразу тухнет. Ну, или реактор плавит. А потом опять-таки тухнет.
Хоть не взрывается - и то хлеб!

18
dilettant170 · 04-03-2015

DimitriyР: "Хоть не взрывается - и то хлеб!"
Если сгустком плазмы шибанёт, тоже мало не покажется!

19
DimitriyP173 · 04-03-2015

dilettant. Да куды ж он из реактора то денется? =)

20
Гришин_С_Г158 · 04-03-2015

"Есть версия, объясняющая те непонятки, что Вы привели.
Версия, коротко, такая: почти все главные небесные тела
солнечной системы (планеты) - в буквальном смысле дети Солнца;
они (материя их вместе с ядрами планет) выброшены Солнцем
на ранней стадии развития системы (кроме Венеры, которой
всего 500-800млн.лет отроду). Выброшено сверхплотное ядро
планет в окружении газа (плазмы, быстро остывшей);
в дальнейшем ядро, распадаясь с поверхности на более мелкие
части вплоть до ядер элементов, образует другие газы
атмосферы и каменное тело планеты, постепенно остывающее"...
Сомнительный сценарий. С какой стати вяло вращающееся Солнце
станет вопреки гравитации куском что-то выбрасывать? Из какого
места? Пошто женщину обижаете? С какой стати выброшенное
целиком "ядро" вдруг распадается? Что у Вас объясняет тот факт,
что момент количества движения Солнца в 49 раз меньше,
чем у планет, а удельный момент количества движения Солнца
аж в 35 000 раз меньше, чем у планет.

21
dilettant170 · 04-03-2015

DimitriyP. Dilettant, да куды ж он из реактора денется?
Я так полагаю, что за вот этой цитатой из описания:
"в окружении 36 радиальных электрических проводников более 1 м в диаметре", кроется контур электромагнитов, который и создаёт магнитные "стенки" реактора. При выходе из строя электромагнитов, хотябы одного, струя плазмы вырвется и распылит всё, до чего дотянется, на молекулы, про эквивалентную мощность реактора надеюсь повторяться не надо.
Я по молодости лет работал в одной конторе и имел некоторое отношение к эксперименту "Токамак-15”. Наши монтажники занимались спецмонтажными работами, а ваш покорный слуга работал водителем в снабжении и возил что монтажникам было для работы, от мыла и полотенец до всевозможных материалов. Благодаря тому, что имел доступ в помещение, мог общаться с работниками института, задействованными в эксперименте.
Так вот, как-то раз я задал наивный вопрос, что случиться если во время эксперимента вдруг откажут электромагниты? Про устройство установки я на тот момент знал достаточно, чтобы представить как оно всё устроено и должно работать.
Ответ был с долей чёрного юмороа: "Да ничего особенного, просто цех распылится на молекулы", это была не шутка, а вполне себе возможный вариант развития событий. А цех по размерам такой, что в нём можно спокойно играть в футбол, ну если цех от оборудования очистить. А вы говорите, куды ж она денеться.

22
Inoletyanin9 · 05-03-2015

Как там известные слова из песенки: "..а с этою плазмой дойдёшь до маразма и...", ну а дальше "почёта" пока никто не отхватил.
Что-то есть фундаментальное не поволяющее использовать термояд, удерживать его. Либо "мы" очень слабы, чтобы нам "дали" не разумным.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!