Многочисленные исследования позволили построить модель Земли, узнать о высоких температурах в самом центре планеты, «разобрать» земное вещество на составляющие. Во время вулканических извержений на поверхность вырывается расплавленная магма непосредственно из земных недр. Однако она не вызывает опасений у специалистов по радиобиологии.
Температура в недрах Земли
Планета Земля состоит из нескольких частей-слоев, начиная из центра: ядра (внутреннего и внешнего), мантии и коры. Каждый слой имеет уникальные химические и физические свойства. Если поверхность планеты твердая, то под корой располагается вязкий слой мантии.
Примечательно, что наша планета является единственной среди всех известных, у которой происходит беспрерывное движение тектонических плит(по версии одноименной гипотезы). При этом они могут сдвигаться, расходиться, находить одна на другую и т.п., образуя новые формы рельефа. Конечно, все эти процессы происходят медленно, на протяжении огромного количества времени.
Существует понятие геотермальной энергии или тепла земных недр. Известно, что температура и давление увеличиваются с глубиной. Например, температура мантии – около 2000-2500℃. За счет чего земные недра нагреваются до таких показателей?
Основным температурным фактором является распад радиоактивных элементов. Также повышению температуры способствуют тектонические, физические и химические процессы, которые происходят на больших глубинах. Долю тепла Земля получила еще в момент своего образования, согласно мнению ученых.
Интересный факт: по данным научных исследований, в результате 7-летнего распада радиоактивных элементов (калия, урана и тория) образовалось 24 Тераватта энергии или тепла.
Тепло Земли имеет огромнейшее значение для существования нашей планеты. От него зависит, как двигаются тектонические плиты, как в далеком будущем могут измениться очертания материков и объемы Мирового океана.
Также оно влияет и на вулканическую активность. Каким же именно образом связаны вулканы, радиоактивные элементы и тепло земных недр?
Извержение вулкана и радиоактивность лавы
Первым делом, необходимо понять механизм извержения вулкана. Температура мантии в 2000℃ – это средний показатель. Ближе к ядру она намного выше, а рядом с земной корой – ниже.
По этой причине происходит постоянное смешивание вещества по принципу движения воздуха в атмосфере: разогретые массы мантии поднимаются, охлажденные – опускаются. Эти процессы требуют много времени.
Твердая оболочка литосфера частично погружена в вязкий слой мантии. Когда происходит перемещение вещества под ней, двигаются и тектонические плиты. В результате некоторые их части оказываются полностью погруженными в мантию, плавятся и образуют магму.
Таким образом, магма представляет собой расплавленную вязкую смесь из вещества мантии и литосферы. В ней сосредоточено огромное количество химических элементов, в частности газов. Поэтому из-за высокого давления, загазованности магма увеличивается в объемах и норовит прорваться на поверхность в виде извержения вулкана.
Интересный факт: ученые считают, что температура Земли снижается на 100℃ каждый миллиард лет.
Не зря на нашей планете существуют места с активной вулканической активностью, а также зоны, где ее и вовсе нет. Магма прорывается наружу в наиболее уязвимых точках земной коры.
В момент извержения происходит дегазация магмы, и она превращается в лаву. Таким образом, происхождение лавы указывает на то, что она радиоактивна, ведь ранее упомянутые элементы, обеспечивающие нагрев Земли, никуда не деваются.
Но на самом деле уровень радиации лавы очень низкий. Он даже ниже, чем природный радиационный фон поверхности Земли. Нагрев земных недр за счет распада радиоактивных частиц обусловлен тем, что теплу практически некуда деваться.
Планета накапливает его на протяжении множества лет, поэтому в плане радиоактивного излучения лава полностью безопасна, как и горные породы, формы рельефа, образующиеся после ее полного застывания.
Лава – это магма, лишенная многих химических элементов, в том числе газов. Магма имеет вязкую консистенцию из-за высокого давления и температуры. Тепло в недрах Земли обеспечивается большей частью распадом радиоактивных частиц. Однако уровень радиационного излучения низкий – его достаточно для нагрева Земли из-за постоянного накопления тепла. Таким образом, лава является радиоактивной, но уровень радиации безопасен и равен естественному фону.