Περιεχόμενο
Μια αφθονία ισχυρών δυνάμεων βρίσκεται κάτω από τη γήινη φλούδα που μπορεί να προκαλέσει σεισμούς, να δημιουργήσει πολύτιμους λίθους και να ξεσπάσει λάβα πάνω από την επιφάνεια μέσω των ηφαιστείων. Πολλοί επιστήμονες έχουν ασκήσει μεγάλη εργασία για να ανακαλύψουν τη δομή και τις συνθήκες της Γης κάτω από την επιφάνεια μέχρι τον πυρήνα των πλανητών. Το 1913, ένας επιστήμονας με το όνομα Beno Gutenberg συνέβαλε στην επιστημονική κοινότητα με μια πρωτοποριακή ανακάλυψη σχετικά με τα εσωτερικά στρώματα της Γης.
Γήινα στρώματα
Το βραχώδες εξωτερικό στρώμα της Γης, στο οποίο περπατούν τα ζώα, είναι γνωστό ως η γήινη κρούστα ή επιφάνεια και αυτό το στρώμα εκτείνεται κατά περίπου 25 μίλια. Ακριβώς κάτω από την κρούστα είναι ο ανώτερος μανδύας, που είναι ένα άκαμπτο στρώμα που αποτελείται κυρίως από οξυγόνο, μαγνήσιο, πυρίτιο, σίδηρο, ασβέστιο και αλουμίνιο. Κάτω από το ανώτερο μανδύα είναι ο κάτω μανδύας, στον οποίο οι θερμοκρασίες γίνονται αισθητά θερμότερες. Τα στρώματα του μανδύα περιέχουν το μεγαλύτερο μέρος της γήινης μάζας και εκτείνονται προς τα κάτω από την κρούστα για περίπου 1.700 μίλια. Κάτω από το μανδύα είναι ο εξαιρετικά καυτός πυρήνας σιδήρου-νικελίου, ο οποίος βρίσκεται περίπου 1.800 μίλια κάτω από την επιφάνεια των Γη, έχει ακτίνα 2.100 μίλια και χωρίζεται σε δύο τμήματα: έναν εξωτερικό πυρήνα και έναν εσωτερικό πυρήνα.
Gutenberg
Ο Beno Gutenberg (1889-1960) ήταν επιστήμονας και σεισμολόγος που μελέτησε τα εσωτερικά στρώματα της Γης. Τα σεισμικά κύματα προκαλούνται γενικά από εκρήξεις ή σεισμούς κάτω από το έδαφος, αλλά το 1913 ο Gutenberg παρατήρησε ότι, σε ένα ορισμένο βάθος κάτω από την επιφάνεια της Γης, τα πρωτογενή κύματα επιβραδύνθηκαν δραματικά και τα δευτερεύοντα κύματα σταμάτησαν εξ ολοκλήρου. Παρόλο που τα δευτερεύοντα κύματα μπορούν εύκολα να διαβιβαστούν μέσω στερεού υλικού, τέτοια κύματα δεν μπορούν να περάσουν από το υγρό. Έτσι, ο Gutenberg συμπέρανε - σωστά - ότι στο συγκεκριμένο βάθος όπου τα δευτερογενή κύματα εξαφανίζονται, περίπου 1.800 μίλια κάτω από την επιφάνεια, πρέπει να υπάρχει υγρό.
Η ασυνέχεια
Επειδή τα σεισμικά κύματα άλλαξαν τη δραστηριότητά τους και τα δευτερεύοντα κύματα εξαφανίστηκαν εντελώς στο βάθος περίπου 1.8000 μιλίων κάτω από την επιφάνεια, ο Gutenberg ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε ότι πάνω από αυτό το βάθος σημαίνουν ότι το εσωτερικό της Γης πρέπει να είναι σταθερό, ενώ κάτω από αυτό το σήμα το εσωτερικό πρέπει να είναι υγρό. Έτσι, ο Γκουτένμπεργκ εγκατέστησε μια ακριβή οριακή γραμμή - ή ασυνέχεια - που χωρίζει και διαιρεί το κάτω μανδύα από τον εξωτερικό πυρήνα. Ο κάτω μανδύας πάνω από τη γραμμή Gutenberg είναι στερεός, αλλά ο εξωτερικός πυρήνας κάτω από τη γραμμή είναι υγρός λειωμένος. Η πραγματική περιοχή ασυνέχειας είναι μια άνιση και στενή ζώνη που περιέχει κυματισμούς πλάτους έως και 3-5 μιλίων. Κάτω από την οριακή ζώνη, ο λιωμένος εξωτερικός πυρήνας είναι πολύ πυκνότερος από τον παραπάνω μανδύα ως αποτέλεσμα των μεγάλων ποσοτήτων σιδήρου που περιέχει και κάτω από αυτό το στρώμα είναι ο εσωτερικός πυρήνας, ο οποίος αποτελείται από εξαιρετικά θερμό στερεό νικέλιο και σίδηρο.
Συρρίκνωση
Αν και το όριο ασυνέχειας του Gutenberg μεταξύ του μανδύα και του πυρήνα μετράται σε περίπου 1.800 μίλια κάτω από την επιφάνεια των Γη, αυτή η γραμμή δεν παραμένει σταθερή. Η έντονη θερμότητα στο εσωτερικό των πλανητών διαχέεται διαρκώς και σταδιακά, γεγονός που αναγκάζει τον τετηγμένο πυρήνα της Γης να στερεοποιηθεί και να συρρικνωθεί αργά. Έτσι, η συρρίκνωση του πυρήνα προκαλεί βαθμιαία τη βαθύτερη κατάπτωση του ορίου Gutenberg βαθύτερα κάτω από την επιφάνεια των Γη.