ساختار داخلی زمین و ماه

لرزه

هنگامی که نور از یک منشور عبور می کند، خم می شود. به طور مشابه، امواج لرزه ای هنگامی که از میان انواع مختلف سنگ ها عبور می کنند، خم می شوند. تصور کنید وقتی نور از هوا به شیشه می‌رود چگونه سرعتش کاهش می‌یابد – خوب، امواج لرزه‌ای وقتی از سنگ‌هایی با چگالی کمتر به سنگ‌های متراکم‌تر حرکت می‌کنند، همین کار را می‌کنند.پس از یک زلزله، دانشمندان در سراسر جهان به شدت امواج لرزه ای و زمان رسیدن آنها نگاه می کنند. این به آنها کمک می کند تا بفهمند که زمین لرزه دقیقا از کجا شروع شده است که مرکز آن نامیده می شود. با انجام این کار برای بسیاری از زلزله ها، آنها می توانند یک نقشه سه بعدی در داخل زمین ایجاد کنند.

مطالعه لرزه نگاری

مطالعات لرزه نگاری زمین و ماه نشان می دهد که آنها به سمت مراکز خود سنگین تر می شوند، درست همانطور که دانشمندان انتظار داشتند. این به دلیل فرآیندی به نام تمایز اتفاق می افتد. هنگامی که این سیارات فوق العاده داغ و ذوب شدند، مواد سنگین تر به وسط فرو رفتند و هسته را چگال تر کردند. با استفاده از مطالعات لرزه نگاری، دانشمندان می توانند چگونگی تغییر درون این سیارات را دریابند. آن‌ها می‌توانند ببینند که هسته سنگین به کجا ختم می‌شود، قسمت میانی با چگالی متوسط از کجا شروع می‌شود و پوسته سبک‌تر سنگ‌های روی سطح از کجا شروع می‌شود.

پوسته

سطح سیاره ما چیزهای مختلفی مانند کوه ها، دره ها، صخره ها و دره ها دارد. اما آیا می دانستید که همه این ویژگی ها در لایه نازکی از زمین به نام پوسته یافت می شوند؟ پوسته مانند پوست نازکی است که زمین را می پوشاند و خیلی ضخیم نیست. ضخامت آن در زیر اقیانوس ها فقط حدود 5 کیلومتر است و در قاره ها حدود 30 کیلومتر ضخامت دارد. این ممکن است زیاد به نظر برسد، اما در مقایسه با اندازه زمین، واقعا نازک است! در واقع، اگر زمین را به صورت یک توپ تصور کنید، فاصله بلندترین کوه تا عمیق ترین گودال اقیانوسی کمتر از یک دهم درصد اندازه توپ خواهد بود. به همین دلیل است که اگر یک مدل از زمین در همان مقیاس بسازید، مانند یک توپ بیلیارد صاف می شود!

لایه ها در امواج لرزه ای

لایه بین قسمت بالایی زمین که پوسته نامیده می شود و لایه زیر آن به نام گوشته دارای یک نقطه خاص به نام ناپیوستگی موهورویچیچ (یا موهو) است. مثل خطی است که در آن همه چیز ناگهان تغییر می کند. در اقیانوس، این خط حدود 5 تا 10 کیلومتر زیر سطح است و در خشکی، حدود 30 تا 60 کیلومتر عمق دارد.

وقتی امواج لرزه‌ای را به زمین می‌فرستید، وقتی به این خط می‌رسند ناگهان سرعت می‌گیرند. این اتفاق می‌افتد زیرا سنگ‌ها از بیشتر شبیه سنگ‌های غنی از آلومینیوم در پوسته به سنگ‌های غنی از منیزیم در گوشته تغییر می‌کنند.تغییر مهم دیگری وجود دارد که در عمق 70 کیلومتری سطح زمین اتفاق می افتد. در اینجا، مانتو از سخت و شکننده به نرم تر و انعطاف پذیرتر تبدیل می شود. این مانند رفتن از چیزی به سختی یک سنگ به چیزی شبیه خاک رس مدل سازی است.

مواد

بر اساس میزان شلوغی مرکز زمین، می دانیم که تمام آن آهن نیست. باید مواد دیگری نیز در آن مخلوط شود، شاید حدود 10 درصد، مانند نیکل، و شاید حتی مقداری گوگرد. قسمت بیرونی مرکز مانند یک دیگ بزرگ از فلز ذوب شده است. داخل آن حتی گرمتر است، اما به دلیل اینکه تحت فشار زیاد فشرده می شود، با وجود اینکه فوق العاده گرم است، جامد می ماند. مرکز آهن زمین حدود 3500 کیلومتر عرض دارد که کمی بیش از نیمی از بزرگی زمین است.

نتیجه

از داده‌های محدود، دانشمندان دریافتند که مواد درون ماه شبیه گوشته زمین است و شاید یک مرکز آهنی کوچک دارد. این بدان معناست که ماه به چگالی زمین نیست. ما قبل از استفاده از یک ایده ساده در مورد چگونگی حرکت ماه به دور زمین، این را حدس زدیم. اساساً، اگر جرم زمین را بدانیم، می‌توانیم جرم ماه را بر اساس قدرت کشش آن برای نگه داشتن آن در مدار دریابیم. اگر این جرم را بر اندازه ماه تقسیم کنیم، چگالی آن را می یابیم. چگالی ماه برای ساختن آن مانند زمین با یک هسته بزرگ و متراکم بسیار کم است.این هسته فلزی از دست رفته سرنخ مهمی در مورد چگونگی شکل گیری ماه به ما می دهد، اما این داستان کاملاً دیگری است.