Геохимия Л3 рем

Л3 Строение и химический состав Земли. Состав метеоритов как основа модели
мантии и ядра Земли. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ.
Группы элементов по В.М. Гольдшмидту. Геохимическая классификация элементов
В.И. Вернадского.
Строение Земли.
Земля единственная из Внутренних планет, которая является геологически
активной. Её поверхность сформировалась в результате движения (взаимодействия и
разрушения)небольшого числа (около 10) коровых плит, составляющих литосферу
планеты.
Плиты скользят по лежащей ниже менее жесткой астеносфере. Столкновение плит
приводит к появлению гор, а по границам плит лежат зоны сейсмической активности
(рисунок). В будущем остывание Земли приведет к затуханию и прекращению
тектонической активности. Эрозия сотрет горы и поверхность Земли станет плоской и
покроется океаном. Затем из-за увеличения светимости Солнца океан испарится, обнажив
ровную безжизненную пустыню.
Ниже коры выветривания Земля делится на несколько зон или сфер, в которых
протекают однотипные процессы и имеются близкие условия существования химических
элементов.
Рисунок 1. Строение Земли




ядро (твердое и жидкое),
мантия (нижняя и верхняя),
астеносфера, поверхность Мохоровичича (промежуточный слой),
литосфера (нижняя – базальтовый слой, граница Конрада, средняя –
гранитный, гранитоиды, верхняя – метаморфическая зона и кора
выветривания.
Данная схема представляет нам Сейсмическую модель Земли. Она построена на
основе изучения скоростей распространения сейсмических волн. Мантия и земное ядро
недоступны для непосредственных исследований, и представления об их геохимии
основаны на косвенных, главным образом геофизических, данных.
Большинство построений в этой области носит характер гипотез, хотя исходные
геофизические данные бесспорны. Так, установлено, что средняя плотность Земли
составляет 5,52 г/см3, а пород земной коры – 2,8 г/см3. Отсюда следует вывод о высокой
плотности земных глубин. Это может быть связано как с изменением состава (например, с
увеличением количества тяжелых металлов – Fe, Ni), так и с фазовыми превращениями
легких минералов. О возможности второго пути свидетельствует открытие тяжелых
полиморфных разновидностей SiO2 – стишовита с плотностью 4,35 и коэсита – 2,93 (у
кварца – 2,65) Узнать структуру и зарисивать.
Обычно предположения о химическом составе земных недр строят на основе
изучения состава метеоритов.
Состав метеоритов как основа модели мантии и ядра Земли
Метеориты – обломки космической материи. Изотопный состав по C, O, Si, Cl, Fe,
Ni, Co, K, Cu, Ga, U такой же как изотопный состав этих элементов земного
происхождения. Различие в изотопах по некоторым редким элементам и инертным газам
(He, Ne, Kr, Xe) образуется из-за облучения метеоритов космическими лучами.
Метеориты состоят из трех основных фаз - металлической (никелистое железо),
силикатной (Si, Al) и сульфидной (FeS и др.). По соотношению металлических и
силикатных фаз выделяют три основных класса метеоритов: железистые, железокаменные
и каменные метеориты
Ж е л е з н ы е м е т е о р и т ы или сидериты состоят преимущественно из Fe и Ni с
небольшой примесью Со, S, Р, С и других элементов.
Ж е л е з о к а м е н н ы е м е т е о р и т ы (сидеролиты) сложены никелистым железом
и силикатами - оливином, гиперстеном, плагиоклазом и др.
К а м е н н ы е м е т е о р и т ы , или аэролиты, составляющие около 90 % (от общего
числа падений 10000), наиболее разнообразны. Среди них преобладают хондриты, для
силикатной фазы которых характерны «хондры» - шарики диаметром в несколько
миллиметров, состоящие из стекла или раскристаллизованного материала.
Считают, что хондритовые меториты возникли между Марсом и Юпитером при
распаде астероидов с радиусами до 370 км. Наиболее распространенные обыкновенные
хондриты состоят на 40% из оливина, 30% пироксена, 10 - 12% Fe - Ni сплава, 10%
плагиоклаза и 6% троилита (FeS). Более редки у г л и с т ы е х о н д р и т ы , содержащие
органические вещества и графит. Это наиболее окисленные и низкотемпературные
образования, резко отличающиеся от всех других метеоритов содержанием
гидратированных силикатов, сульфатов, Fe+2 и даже Fe+3, разнообразных органических
соединений, включая аминокислоты,— результат абиогенного синтеза. Редко встречаются
не содержащие хондр а х о н д р и т ы . Они относительно бедны металлической фазой и
похожи на земные изверженные породы.
Относительная частота выпадения метеоритов разных классов по Дж. Вуду (1971)
следующая: хондриты (85,7%), ахондриты (7,1), железные (5,7), железо-каменнные 1,5%.
Поверхности Земли ежегодно достигает 500 метеоритов размером меньше 10 см в
диаметре. Для глобальной катастрофы достаточно падения метеорита диаметром 1 км с
радиусом разрушения 200-300 км. При падении его в океан высокие волны затопят
участки суши на низменностях.
Химический состав Земли.
На основании косвенных данных и результатах исследования метеоритного
вещества, химический состав геосфер Земли следующий:
Ядро предположительно состоит из твердой части (G 5100-6371 км) с плотностью
12-13 г/см3, верхняя его часть (Е 2900-5000 км) – жидкая. Переходное ядро F на глубине
5000-5100 км. Считают, что состав ядра соответствует железным метеоритам (Fe 80,78%,
Ni 8,59, Co 0,63%). Возможно в железо-никелевом ядре имеется примесь легких элементов
(Si, S, Al, O). Существует также мнение о гидридном (соединение элементов с водородом)
и карбидном (металлы + неметаллы + С, SiC, Fe3C, WC, TiC, CaC2) ядре Земли. Цементит
(Fe3C) присутствует в белых чугунах и стали с высокой температурой плавления
(режущий инструмент), СаС2 используется для получения ацетилена, SiC (карборунд) –
для точильных и шлифовальных кругов.
Нижняя мантия (слой D 1000-2900 км) считается силикатно-сульфидной. Ее
химический состав примерно соответствует каменным метеоритам: О – 35%, Fe –25, Si –
18, Mg – 14, S – 2, Ca – 1,4, Al – 1,3, Ni – 1,35, Na – 0,7, Cr – 0,25, Mn – 0,20%.
Переходная зона (слой С 400-1000 км) имеет, возможно, силикатно-магнезиальный
состав. Ее большую плотность объясняют фазовыми преобразованиями – формированием
минералов с более плотной упаковкой (стишовит, шпинель, периклаз и др.). Основным
компонентом допускается оливин Mg2SiO4.
Верхняя мантия (слой В от 30 до 400 км) неоднородна. На глубине 100-200 км
расположен мягкий пластичный слой с пониженной скоростью распространения
сейсмических волн, получивший название астеносферы. Она выражена в складчатых
областях (осадочные отложения) и практически отсутствует на платформах. Считают, что
перемещение вещества в астеносфере, – причина вулканизма и тектонических подвижек.
В мантии под высоким давлением электроны переходят на незаполненные
внутренние орбиты. Вещество в такой зоне близко к металлическому состоянию, но
силикатного состава. Породы верхней мантии соответствуют ультрабазитам, имеют
разный состав и при выходе на поверхность близкие к пиролиту (пироксено-оливиновая
порода). При плавке пиролит образует базальтовую магму и остаточный перидотит.
Литосфера (слой А от 0 до 30-70 км) залегает выше астеносферы и у поверхности в
зоне окисления называется корой выветривания. По изменению скорости сейсмических
волн литосферу делят на верхнюю часть (гранитный слой) и нижнюю часть более
тяжелую (базальтовый слой). Их разделяет поверхность Конрада.
Тектоносфера объединяет литосферу и верхнюю мантию, с которой связаны
тектонические и магматические процессы.
Таблица 4
Основные свойства оболочек Земли (Г.В. Войткевич, В.В. Закруткин, 1976)
Оболочка
Индекс
слоя
Литосфера (кора)
A
Верхняя мантия
B
Переходная зона
C
мантии
Нижняя мантия
D
Верхнее жидкое
E
ядро
Переходная зона
F
ядра
Центральное
G
твердое ядро
* – для всего ядра
Интервал
глубин, км
Доля от
объема
Земли, %
1,55
16,67
21,31
Масса,
1025 г
Масса,
%
0-30 (70)
30 (70)-400
400-1000
Интервал
плотности,
г/см3
2,7-3,0
3,32-3,65
3,65-4,68
5
62
98
0,8
10,4
16,4
1000-2900
2900-5000
4,68-5,69
9,40-11,50
14,28
15,16
245
41,0
5000-5100
11,5-12,0
0,18
188*
31,5*
5100-6371
12,0-12,5
0,76
По геотермическим исследованиям В.А. Магницкого (1965) наиболее вероятны
следующие температуры глубин:
100 км – 1100-1300оС,
400 км – 1400-1700оС,
2900 км – 2200-4700оС.
Граница Мохоровичича, по одной гипотезе, разделяет химически разные слои, по
другой – это поверхность фазового перехода, но она не исключает наличия химической
границы.
В 1909 г. югославский ученый А. Мохоровичич, изучая распространение
сейсмических волн Хорватского землетрясения, установил, что на глубине нескольких
десятков километров их скорость скачкообразно увеличивается от 6,5 до 7 – 8 км/с.
Дальнейшие исследования показали, что в разных областях данный скачок происходит на
неодинаковой глубине - на материках от 30 до 70км, на дне океанов 5 - 15км. По имени
ученого эту границу стали именовать « г р а н и ц е й М о х о р о в и ч и ч а » , или « М о х о » ,
« М » . Причина столь резкого изменения скорости сейсмических волн окончательно не
выяснена. Высказываются предположения о смене на этой глубине химического состава
пород, об изменении их плотности и фазового состояния (образовании минералов с более
плотной упаковкой атомов и ионов при неизменном элементарном составе), о совместном
действии многих факторов и т.д. Границу Мохо считают нижней границей земной коры.
Наибольшую мощность она имеет под горными хребтами (до 75км), наименьшую - на дне
океанов (5 - 15км). В некоторых структурных зонах, например в рифтах, граница М не
выражена, в других установлено несколько поверхностей М.
В земной коре скорость распространения сейсмических волн так же неодинакова. На
континентах была выделена « г р а н и ц а К о н р а д а » ( К ) , отделяющая верхний «гранитный» слой коры от нижнего «базальтового». Вопрос о границе «К» подвергается
пересмотру, так как она выражена не везде, а там, где есть, не всегда отделяет гранитный
слой от базальтового.
Спорный вопрос о составе верхней мантии. По В.С. Соболеву, в ней преобладают
гипербазиты, которые чередуются с основными породами (эклогитами). Плавление
происходит на глубине 100-150 км. По А. Ригвуду, она состоит из смеси трех частей
ультраосновных пород и одной части щелочного базальта. Эта смесь названа пиролитом.
Содержание основных элементов в пиролите (кроме Fe) соответствует их содержанию в
хондритах и солнечной фотосфере. Из-за пластичности пород мантии можно
предположить относительно равномерное распределение в ней химических элементов.
П е р е х о д н а я з о н а , н и ж н я я м а н т и я и з е м н о е я д р о . При изучении
переходной зоны, нижней мантии и ядра наряду с сейсмическими данными большое
значение имеет использование ультразвуковых и ударно-взрывных волн (рисунок 6).
Переходная зона (слой С) и нижняя мантия (слой Д), вероятно, также имеют силикатный
состав. Их большую плотность объясняют образованием более плотной модификации
минералов - стишовита, шпинели, периклаза и др. По элементарному составу нижнюю
мантию (слой Д) обычно сравнивают с железокаменными метеоритами. Если эта гипотеза
верна, то нижняя мантия сильно отличается от земной коры, хотя в ней все еще
преобладает О. Второе место принадлежит Fe и лишь третье - Si. Высоко содержание Mg,
Ni, S, сравнительно мало - Са и Al:
По сейсмическим данным большая часть земного ядра жидкая (внешнее ядро) и
только на глубинах более 5100км расположено твердое внутреннее железо-никелевое
ядро с плотностью около 12 – 13 г/см3. Однако эта гипотеза подвергается резкой критике.
В 60-х годах Р.М. Деменицкая отмечает «экспериментально получена зависимость
плотности железа от давления, нацело отвергающая гипотезу железного ядра – при
давлениях в миллионы атмосфер для железа получена такая плотность, которая
несовместима с геофизическими данными».
В связи с этим считают, что в ядре имеется примесь легких элементов – Si, С, Al, О.
По гипотезе А.Ф. Капустинского, в земном ядре вследствие огромного давления
нарушается электронная структура атомов, исчезает их химическая индивидуальность и
все элементы приобретают одинаковые металлизованные свойства (вещество состоит из
ядер атомов; находящихся в общей для всех ядер электронной плазме). Это определяет
однообразие земного ядра, отсутствие различий между химическими элементами (зона
«нулевого химизма» «центросфера»). В мантии под влиянием сильного давления также
изменяются химические свойства атомов, так как электроны переходят на незаполненные
внутренние орбиты. Это зона «вырожденного химизма», или «интерсфера» (вещество
близко к металлическому состоянию, хотя и имеет силикатный состав). Химические
свойства элементов, соответствующие их положению в периодической системе,
проявляются только в зоне «нормального химизма», или «перисфере», отвечающей
земной коре и верхам мантии.
Согласно табл. 4, мантия и ядро примерно одинаковы по мощности (около 3000 км),
а литосферу можно представить лишь в виде узкой полоски. Плотность пород
увеличивается от поверхности к ядру. По объему пород лидирует мантия, занимая
половину объема Земли, а по массе (67,4%) еще больше превосходит ядро и литосферу.
Мантия по химическому составу ближе к литосфере. Содержание O, Si, Mn, P у них
примерно одинаковое. По сравнению с мантией литосфера обеднена Mg, Cr, а
концентрация Fe лишь незначительно ниже.
Общий химический состав Земли (табл. 5) существенно отличается от химического
состава ее по оболочкам. Если по объему она относится к кислородной планете, то по
массе (без атмосферы) к железной
Таблица 5
Общий химический состав Земли, масс. %
Элемент
Fe
O
Si
Mg
Ni
S
Ca
Al
По
По
Г. Вашингтону А. Ферсману
39,76
39,90
27,71
28,55
14,53
14,47
8,69
11,03
3,16
2,96
0,64
1,44
2,52
1,38
1,79
1,22
Элемент
Na
Cr
Co
P
K
Ti
Mn
По
По
Г. Вашингтону А. Ферсману
0,39
0,52
0,20
0,26
0,23
0,06
0,11
0,12
0,14
0,15
0,02
–
0,07
0,18
Общая картина о строении и составе Земли будет неполной, если не рассмотреть
дифференциацию элементов еще в трех геосферах: атмосфере, гидросфере и биосфере.
Все эти сферы, имеющие важное геохимическое значение, составляют менее 0,03% всей
массы Земли.
Атмосфера представляет собой газовое образование, создающее мощную
самостоятельную оболочку вокруг поверхности литосферы. Формирование химического
состава ее имеет свою геологическую историю. Поэтому современный состав атмосферы
(N2, O2, H2O, CO2, инертные газы и другие газообразные соединения) отличается от
первоначальной метано-углекислой с обилием паров воды, что создавало высокий
парниковый эффект. Восстановительная геохимическая обстановка сменилась на
окислительную, что привело к формированию гидросферы (конденсация паров воды) и
биосферы (появление живых организмов). Происходит постоянный газообмен между
литосферой и атмосферой. Кислород окисляет восстановленные соединения и определяет
миграцию элементов. Углекислый газ служит источником формирования карбонатных
пород и выступает как катализатор многих геохимических процессов. В целом атмосфера
активно участвует в геохимических циклах химических элементов.
Гидросфера – прерывистая водная оболочка на поверхности литосферы с пресной
или соленой водой рек, озер, морей и океанов. Она активно участвует в двух
противоположных процессах: 1) в гидролизе по выщелачиванию элементов и
трансформации исходных изверженных пород; в переносе и аккумуляции на дне водоемов
отмершего органического вещества и минеральных соединений и 2) засолении литосферы.
Вода выступает мощным геохимическим фактором по распределению, концентрации
и рассеиванию химических элементов в пределах атмосферы, литосферы, мантии и ядра.
Состав гидросферы по преимуществу гидрокарбонатно-кальциевый для рек и некоторых
озер на платформах и хлоридно-натриевый повышенной минерализации в озерах аридной
зоны, морях и океанах, в гидротермальных условиях и подземных водах.
Биосфера – объединяет все органическое вещество, распространенное в атмосфере,
гидросфере и коре выветривания. Ее развитие определяется химическим составом сфер, в
которые она входит. Концентрируя элементы и солнечную энергию, она превращается в
мощный геохимический фактор в геологической истории по формированию
месторождений каустобиолитов, карбонатов и других соединений.
2 ГЕОХИМИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
Одна из задач науки – систематизация имеющихся знаний, поэтому каждый ученый
на определенном этапе своего развития занимается систематизацией и классификацией
информации. В геохимии важно понять систему формирования состава Земли и
предложить подходящую гипотезу, объясняющую наблюдаемую картину Мира.
В основе любой геохимической классификации элементов лежит периодическая
система Д.И. Менделеева. Положение элемента в таблице указывает на его геохимические
свойства, т. е. способность мигрировать, рассеиваться или концентрироваться в
определенных условиях ландшафта.
В настоящее время в геохимии известны классификации элементов В.М.
Гольдшмидта, А.Е. Ферсмана, В.И. Вернадского, А.Н. Заварицкого, а в геохимии
ландшафта А.И. Перельмана. Геохимические классификации А.Е. Ферсмана и
А.Н. Заварицкого основаны на поведении элементов в гипогенных условиях
(магматических, метаморфических). Классификации В.М. Гольдшмидта и В.И. Вернадского отражают поведение элементов в гипо- и гипергенных условиях.
2.1 Группы элементов по В.М. Гольдшмидту
В.М. Гольдшмидт сравнил дифференциацию элементов в расплавленной планете с
выплавкой металла из руд, когда на дно металлургической печи опускается тяжелый
металл с плотностью около 7, а на поверхность всплывает легкий силикатный шлак
(аналог земной коры). Между ним и располагается слой «штейна» - сульфида Fe с
примесью сульфидов других металлов (аналог мантии). Распределение элементов по
оболочкам, по Гольдшмидту, зависело от их атомных объемов.
По способности создавать определенные химические соединения в природе и
концентрироваться в среде В.М. Гольдшмидт (1954) выделил пять групп элементов:
литофилы (оксифилы), халькофилы, сидерофилы, атмофилы, биофилы
Элементы с минимальными атомными объемами, которые дают сплавы с Fe и в
ходе дифференциации образовали земное ядро ( с и д е р о ф и л ь н ы е э л е м е н т ы ) .
Элементы, имеющие максимальные объемы атомов, обладают большим сродством к
кислороду. При дифференциации они образовали земную кору и верхнюю мантию
( л и т о ф и л ь н ы е э л е м е н т ы ) . Промежуточные элементы обладают высоким
сродством к S, Se, Те ( х а л ь к о ф и л ь н ы е ) ; они сосредоточены в нижней мантии и
образуют сульфидно-оксидную оболочку. Инертные газы относятся к а т м о ф и л ь н о й
группе (рисунок 5). Б и о ф и л ь н ы е концентрируются в живых организмах. Некоторые
элементы сочетают в себе свойства разных групп, например железо является
халькофильным и сидерофильным элементом.
Гипотеза Гольдшмидта о строении Земли представляет лишь исторической
интерес, но вытекающая из нее классификация элементов (опубликована в 1924г.)
широко применяется в геохимии. Принципы этой классификации получили дальнейшее
развитие в трудах А.А. Беуса и других геохимиков.
Рисунок 5 – Группы элементов по В.М. Гольдшмидту и их распределения в
оболочках Земли
Геохимическая классификация элементов В.И. Вернадского.
Если Гольдшмидт классифицировал элементы в соответствии с распределением по
оболочкам Земли, то В. И. Вернадский предложил классификацию, в которой учтены
самые важные моменты истории элементов в земной коре.
Так, родственные по периодической системе элементы ведут себя в земной коре
далеко неодинаково. Например, К и Na, Fe и Ni, Cl и I, Cr и Мо - аналоги в химии, но в
земной коре мигрируют по-разному.
Главное значение ученый придавал радиоактивности, обратимости или
необратимости миграции, способности элементов давать минералы, состоящие из
нескольких разнородных атомов. Вернадский выделил шесть групп элементов (таблица 1).
Наиболее обширная группа циклических элементов, которые участвуют в сложных
круговоротах. Из них в основном состоят горные породы, воды, организмы (всего 44
элемента). На втором месте по распространенности находятся элементы редких земель и
рассеянные компоненты (соответственно 15 и 11 элементов). Далее следуют благородные
металлы и радиоактивные элементы (по 7 элементов в каждой группе). Наименее
распространены благородные газы (5 элементов).
Б.А. Гаврусевич дополнил эту классификацию еще двумя группами: элементами,
отсутствующими в земной коре, но известными в космосе, - Тс, Am, Cm, Bk и Cf, и
элементами, отсутствующими в земной коре и полученными искусственно - Pm, Es, Md,
No, Ku и др.
Ru, Rh, Pd, Os, Iг, Pt,
Au
Н,(Ве),В,С,N, О, F, Na,
Mg, Al, Si, Р, S, С1, К,
Са, Ti, V, (Cr), Mn, Fe,
3. Циклические Со, (Ni), Cu, Zn, (Ge)?,
элементы
As, Se, Sr, (Zr)?, Мо,
Ag, Cd, (Sn), Sb, (Te),
Ва, (Hf), (W), (Re),
(Hg), (Tl), (Rb), (Bi)
4. Рассеянные
Li, Sc, Ga, Вг, Rb, Y,
элементы
(Nb), Iп, I, Cs, Та
5. Сильно
Ро, Rn, Ra, Ас, Th, Ра,
радиоактивные
U
элементы
Lа, Ce, Рг, Nd, Pm,
6. Элементы
Sm, Eu, Gd, ТЬ, Dy,
редких земель
Но, Ег, Tm, Yb, Lu
% от общ.
массы.
Не, Ne, Аг, Кг, Хе
Абсолют.
масса в ЗК
1. Благородные
газы
2. Благородные
металлы
Состав группы
% от общего.
числа эл.
Группа
Число эл.
Таблица 1 - Геохимические группы элементов по В.И.Вернадскому
(1934)
5
5,44
1014
5*10-4
7
7,61
1012
5*10-6
44
47,82
2*1019
99,8
11
11,95
1016
5*10-2
7
7,61
1015
5*10-3
15
16,3
1016
5*10-2
Внутреннее строение Земли
СЛОЙ
ТОЛЩИНА СОСТАВ
Кора
0-40 км
Твердые кремниевые породы, граниты и базальты
Верхняя мантия
40-400км
Полужидкие кремниевые породы
Переходная область 400-650км Жидкие кремниевые породы
Нижняя мантия
650-2890км Жидкие кремниевые породы.
Внешнее ядро
2890-5150км Расплавленные железо и никель
Ядро внутреннее 5150-6378км Твердые железо и никель
Химический состав в процентах к массе Земли
Мантия
Ядро
SiO2
31,16
CaO
2,16
Fe
23,6
Mg
25,86
Na2O
0,39
Si
4,0
Fe2O3
5,55
FeO
0,31
Ni
3,6
Al2O3
2,44
остальные
1,16
Последние исследования проведенные в Гарварде на основании сведения о более 300 тысяч
землетрясений, произошедших в 1964-1994 годах, показали, что существует внутренняя часть внутреннего
ядра - диаметром около 600 километров с температурой в центре Земли до 7500К и давлением в 3 млн.атм, о
чем заявили осенью 2002 года профессор Гарвардского университета А. Дзевонски и его студент М. Исии.
Американские геофизики из Колумбийского университета и Университета Иллинойса Пол Ричардс и
Сяодун Сун выяснили к 2005г, что ядро Земли "обгоняет" при своем вращении поверхность планеты, за год
поворачиваясь относительно поверхности на небольшую величину - 0,3-0,5 градуса дуги. Это означает, что
на
полный
"лишний"
оборот
потребуется
700-1200
лет.
Недавно американский геофизик М. Херндон высказал гипотезу о том, что в центре Земли находится
естественный «ядерный реактор» из урана и плутония (или тория) диаметром всего 8 км. Эта гипотеза
способна объяснить инверсию земного магнитного поля, происходящую каждые 200 000 лет. Если это
предположение подтвердится, то жизнь на Земле может завершиться на 2 млрд. лет ранее, чем
предполагалось, так как и уран, и плутоний сгорают очень быстро. Их истощение приведет к исчезновению
магнитного поля, защищающего 3емлю от коротковолнового солнечного излучения и, как следствие, к
исчезновению
всех
форм
биологической
жизни.
Еще одна обнаруженная сейсмическими методами граница (граница Гутенберга) —между мантией и
внешним ядром —располагается на глубине 2775 км. На ней скорость продольных волн падает от 13,6 км/с
(в мантии) до 8,1 км/с (в ядре), а скорость поперечных волн уменьшается от 7,3 км/с до нуля. Последнее
означает, что внешнее ядро является жидким. По современным представлениям внешнее ядро состоит из
серы (12%) и железа (88%). Наконец, на глубинах свыше 5120 км сейсмические методы обнаруживают
наличие твердого внутреннего ядра, на долю которого приходится 1,7% массы Земли. Предположительно,
это железо-никелевый сплав (80% Fe, 20% Ni). Граница между жидким и твердым ядром около 5 км.