Энергия ядра

Альтернативный источник тепловой энергии в ядре скрытая теплота

Альтернативный источник тепловой энергии в ядре скрытая теплота, высвобождающаяся при последовательном росте твердого внутреннего ядра. Высказывались предположения, что внешнее ядро постепенно кристаллизуется при понижении температуры путем увеличения количества железо-никелевого сплава, в результате чего растет внутреннее ядро.
Альтернативный источник тепловой энергии в ядре
В ходе этого процесса часть тепла, которое уже имеется в недрах Земли и успело расплавить внешнее ядро, сохраняется в ядре в течение всей истории Земли.
Ферхуген  подсчитал, что при скорости остывания 12°С за миллиард лет непрерывное выделение тепла составляет 1012 Вт, т.е. опять-таки получается величина порядка, нужного для генерации магнитного поля.
Хотя мощность, достаточная для приведения геомагнитного динамо в действие, может быть выведена как из радиоактивности, так и из скрытой теплоты, возникает вопрос: как эта тепловая энергия превращается в механическое перемещение вещества земного ядра, иначе говоря, каков коэффициент полезного действия при таком превращении?

Чтобы во внешнем ядре возникли движения тепловой конвекции

Чтобы во внешнем ядре возникли движения тепловой конвекции, должно выделяться столь большое количество тепла, чтобы оно не могло отводиться к границе ядра с мантией просто путем теплопроводности при градиенте ниже адиабатического. Мечник и др. подсчитали, что для возбуждения конвекции минимально должно выделяться около 2,5-1012 Вт тепла. При меньших значениях переход тепловой энергии в магнитную посредством динамо имеет почти нулевой коэффициент полезного действия, так как перемещения материала не происходит.

Этот коэффициент достигает необходимого уровня в несколько процентов, когда тепловая мощность повышается до 1013 Вт: в таком случае механическая мощность динамо может перешагнуть порог 1011 Вт. Следовательно, только в том случае, если в ядре содержится значительная часть имеющегося на Земле калия (около 0,1 вес.%, что соответствует 67% калия в хондритовой Земле), там можно ожидать выделения такого количества тепла, которого было бы достаточно для работы магнитного динамо. Учитывая низкий коэффициент полезного действия динамо, питаемого тепловой энергией, надо считать тепловую мощность, выделяемую при меньших концентрациях 40К или при кристаллизации внутреннего ядра, по всей вероятности, недостаточной.

    Похожие статьи из категории: Строение Земли
  • Источники тепла и энергии в ядре землиЭнергия в ядре

      Источники тепла и энергии в ядре Прежде всего рассмотрим тепловую конвекцию, возникающую либо вследствие радиоактивного распада, либо в связи с выделением скрытой теплоты при затвердении и росте внутреннего ядра. […]

  • Магнитное поле земли фото астрономия направлено с северного полюса к южномуМагнитная поле земли

    Геомагнитное  динамо Изменения ориентировки и напряженности магнитного поля Земли заставляют предположить, что источник этого поля находится в жидком подвижном внешнем ядре. Почти все вещество твердой мантии и внутреннего ядра имеет […]

  • Магнитное поле земли фото астрономия направлено с северного полюса к южномуМагнитное поле Земли

    Магнитное поле Земли и проблема источников энергии. Описание геомагнитного поля. Большинство людей считают магнитное поле Земли просто свойством, полезным для навигации. Те, кто помнит школьные опыты с железными опилками, могут […]

  • Химическая составляющая земной моделиПроблемы с ядром

    Проблемы с ядром земли До сих пор мы излагали принципы, которые должны направлять формирование наших представлений о внутреннем устройстве Земли. В этой главе мы впервые синтезируем полученные знания, чтобы исследовать […]

  • Масса Земли

    Сейсмология много рассказала нам о слоистом строении Земли, но мало о физических и химических свойствах слоев. Конечно, сейсмические скорости объемных волн зависят от плотности и двух модулей упругости, но поскольку […]