Энергия 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. Эта форма энергии, по всей видимости, достаточна для поддержания температурного градиента не ниже адиабатического, так что тепловая конвекция может иметь место.

Единственный долгоживущий радиоактивный изотоп, который способен дать требуемую энергию и может существовать в ядре,-это 40К. Все щелочные металлы (К, Rb, Cs и др.) образуют при низких давлениях крупные атомы, и поэтому они, казалось бы, должны проявлять литофильные тенденции и концентрироваться в коре , но и теоретические термодинамические представления  и экспериментальные данные  указывают на то, что единственный внешний s-электрон может переходить при высоких давлениях в более низкую d-оболочку, придавая этим элементам халькофильные свойства. Это означает, что они могут содержаться в главной сульфидной зоне Земли, т. е. во внешнем ядре. (По случайному совпадению, эта идея получает подтверждение в том, что в метеоритах обнаружен минерал джерфишеритсульфид калия.)

Калий относится к литофильной группе элементов Земли

Допустив, что калий относится к литофильной группе элементов Земли, мы пришли  к заключению, что в состав Земли входит втрое меньше щелочных металлов, чем в состав хондритов. Если бы весь «недостающий» 40 К (период полураспада 1300 млн. лет) был сосредоточен во внешнем ядре, то там выделялось бы около 1013 Вт тепла, т.е. как будто бы вполне достаточно, чтобы привести геомагнитное динамо в действие. Однако Рингвуд  и другие исследователи настаивают на том, что Земля потеряла калий (по сравнению с хондритами) и что в ядре могут быть только его следы. Чтобы выделилось 1011 Вт тепла, во внешнем ядре должно содержаться 5 млн-1 калия, что составляет 1,5% калиевого бюджета хондритовой Земли. Однако это тепло надо еще с почти 100%-ным к.п.д. превратить в механическую энергию, необходимую для поддержания магнитного поля. Как будет показано ниже, это едва ли сколько-нибудь похоже на правду!

Фильм ядро земли: