Пробойни в изчисленията и химическият фактор
Тук обаче удряме в първата сериозна интелектуална мъгла. Земното ядро не е направено от чисто желязо. Изчисленията за плътността, базирани на сеизмичните данни, показват че течното външно ядро е с между 5% и 10% по-леко от чистата желязо-никелова сплав. Това означава, че вътре са разтворени по-леки елементи — кислород, силиций, сяра, въглерод и евентуално водород.
Тези леки примеси променят коренно термодинамиката. Подобно на солта, която понижава точката на замръзване на водата, разтворените леки елементи понижават точката на топене на желязото при екстремно налягане. Ако примесите са повече, температурата на границата може да падне до 5000 °C или дори по-ниско. Ако са по-малко, границата се измества нагоре.
От границата на твърдото ядро до самия център на планетата остават още 1221 километра. Тъй като твърдото ядро се намира под адиабатично компресиране (допълнителното притискане увеличава температурата дори без източник на топлина), математическите модели добавят още между 150 и 500 градуса към стойността от границата. Така се получава разпространената в научната литература цифра от около 5700 °C, с диапазон на грешка от порядъка на ±500 градуса.
Двигателят на геодинамото
Тази температура не е просто суха теоретична стойност. Тя определя енергийния баланс на цялата ни планета. Външното ядро кристализира върху повърхността на вътрешното ядро със скорост от около 1 милиметър годишно. Това означава, че всяка секунда хиляди тонове течен метал преминават в твърдо състояние. Процесът освобождава така наречената латентна топлина на кристализация. Отделените леки елементи се изтласкват нагоре към мантията, създавайки термична и съставна конвекция в течното външно ядро.
Тази постоянно разбърквана, електропроводима желязна река, подложена на Кориолисовите сили от въртенето на Земята, задвижва геодинамото — естествения генератор, който създава магнитното ни поле. Без тази термодинамична разлика в градусите и без постепенното замръзване на ядрото, магнитосферата би отслабнала, а слънчевият вятър щеше отдавна да е отнесъл атмосферата, превръщайки Земята в стерилен пустинен геоид.
Разполагаме с ясни термодинамични рамки и сигурни сеизмични граници, но лабораторните опити с диамантени клетки все още дават разминавания от няколкостотин градуса в зависимост от използвания спектрален анализ и лазерно нагряване. Никога не сме пипали ядрото и вероятно никога няма да го направим. Всеки извод, който имаме за температурата в центъра на Земята, е построен върху косвени математически уравнения, сеизмична акустика и лабораторни симулации — логически модел, който работи безупречно на хартия, но все още чака своята окончателна физическа верификация.
