Термист Термомеханическое упрочнение арматурного проката технология, средства, разработка

Железо в Земле

<<  Предыдущая страница <<   ||  Оглавление   ||   >> Читать дальше >>

Относительно происхождения планеты Земля высказываются различные гипотезы, согласно которым первоначально химические элементы были распределены более или менее равномерно. Позже, в ходе длительного и постепенного развития, связанного со сменой температурных условий на Земле, произошло разделение химических элементов, и, в конце концов, они распределились так, как мы их наблюдаем сейчас (образовали разнообразные горные породы, минералы и руды, вошли в состав животных и растений).

Явление рассеяния химических элементов наблюдается, однако, и сейчас. Японские исследователи В. и И. Ноддаки показали, что для каждого элемента есть известная концентрация («концентрация повсеместности»), ниже которой они содержатся во всех минералах. Для железа эта концентрация составляет 2,5·10^-4%.

В шестнадцатикилометровой толще земной коры содержится 4,5% железа, что составляет около 755 млрд. тонн этого металла. В следующем слое, лежащем ниже земной коры, железа находится втрое больше (13,5%), а центр земного шара, по предположению геофизиков, состоит из железа с примесью похожих на него металлов - никеля и кобальта. В среднем же земной шар состоит на 39,76% из железа.

Как видно из этих данных, железо является важнейшей составляющей нашей планеты. Поэтому здесь расскажем несколько подробнее о его месте в недрах Земли.

Достижения механики и физики уже в XVII-XVIII вв. позволили определить вес и среднюю плотность Земли - 5,5 г/см³. Однако плотность наиболее тяжелых пород на поверхности Земли не превышает 3,3 г/см³; поэтому возникло предположение, что плотность Земли увеличивается с глубиной.

Находки железных метеоритов и популярные в прошлом теории о происхождении Земли из горячего вещества Солнца привели многих ученых к мысли о концентрации железа в центре Земли. Высказывания французского геолога А.Дебре в 1866 г. о железном ядре Земли вскоре получили поддержку специалистов по изучению колебаний земной коры - сейсмологов.

В 20-х годах XX в. норвежский геохимик М.Гольдшмидт и немецкий геофизик Г.Тамман доказывали, что в первоначально расплавленной Земле происходило разделение веществ по их плотности, как при плавке сульфидных руд. При этом процессе появляются три слоя: шлак (силикатный слой), штейн (смесь сульфидов и металлов) и собственно металл. По этой гипотезе в Земле выделялись следующие слои: силикатный и сульфидный (оболочка Земли) и металлический, состоящий из железа с примесью никеля (ядро Земли).

Американские ученые Ф.Кларк, Г.Вашингтон, А.Адаме полагали, что между железным ядром и силикатной оболочкой находится промежуточная область, состоящая из смеси силикатов и железа. Дальнейшие успехи в развитии науки внесли существенные поправки в эти представления. В последние годы многие ученые снова вернулись к прежней гипотезе.

По современным представлениям ядро составляют металлы; наиболее вероятно, это железо или железо-никелевые сплавы. По гипотезе Лодочникова - Рамзея, ядро состоит их ферромагниевых силикатов, которые при существующих в ядре давлениях (более 1,35·10⁶ ат) испытывают фазовое превращение и переходят в металлическое состояние. Сравнение геофизических данных с экспериментальными данными испытаний по ударному сжатию под давлением в несколько миллионов атмосфер для железа, дунита и других материалов дает возможность проверить различные гипотезы о составе ядра Земли. Это сравнение говорит в пользу «железной» гипотезы.

Сравнение лабораторных данных по сжатию чистого железа с геофизическими данными показало качественное соответствие. Поэтому большинство исследователей считает наиболее вероятным предположение, что ядро состоит из железа, никеля, легких металлов или кремния.

<<  Предыдущая страница <<   ||  Оглавление   ||   >> Читать дальше >>

Использована публикация:
Мезенин Н.А. Занимательно о железе. М. "Металлургия", 1972. 200 с.
стр. 9 - 10.

Использован рисунок с DVD диска компании "Медиаленд"

К началу страницы

Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката

Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди "Не укради"

Редактор сайта: Гунькин И.А. (termist.com@gmail.com)