מהי הרציפות של גוטנברג?

תוֹכֶן

• שכבות אדמה
• גוטנברג
• האי-רציפות
• מתכווץ

שפע של כוחות חזקים שוכנים מתחת לקרום האדמה שיכולים לעורר רעידות אדמה, ליצור אבנים יקרות ולהתפרץ לבה מעל פני השטח דרך הרי געש. מדענים רבים הפעילו עבודה רבה כדי לגלות את המבנה והתנאים של כדור הארץ מתחת לפני השטח עד ליבת כוכבי הלכת. בשנת 1913 תרם מדען בשם בנו גוטנברג לקהילה המדעית עם תגלית פורצת דרך בנוגע לשכבות הפנימיות של כדור הארץ.

שכבות אדמה

השכבה החיצונית הסלעית של כדור הארץ, עליה הולכים בעלי חיים, ידועה כקרום או משטח האדמה, ושכבה זו משתרעת על פני כ- 25 מיילים. ישירות מתחת לקרום נמצא המעטפת העליונה, שהיא שכבה נוקשה המורכבת ברובה מחמצן, מגנזיום, סיליקון, ברזל, סידן ואלומיניום. מתחת למעטפת העליונה נמצא המעטפת התחתונה, שבה הטמפרטורות מתחממות בצורה מהותית. שכבות המעטפת מכילות את רוב מסת האדמה ונמשכות כלפי מטה מהקרום לאורך 1,700 מיילים. מתחת למעטפת נמצא ליבת ניקל הברזל החמה במיוחד, שנמצאת כ 1,800 מיילים מתחת לפני השטח של כדור הארץ, ברדיוס 2,100 מיילים ומחולקת לשני חלקים: גרעין חיצוני וליבה פנימית.

גוטנברג

בנו גוטנברג (1889-1960) היה מדען וסיסמולוג שחקר את השכבות הפנימיות של כדור הארץ. גלים סיסמיים בדרך כלל נגרמים כתוצאה מפיצוצים או רעידות אדמה מתחת לאדמה, אך בשנת 1913 ציין גוטנברג כי בעומק מסוים מתחת לפני האדמה הגלים הראשוניים האטו דרמטית והגלים המשניים נעצרו לחלוטין. למרות שגלים משניים יכולים להעביר בקלות דרך חומר מוצק, גלים כאלה אינם יכולים לנוע דרך נוזלים. לפיכך, גוטנברג הגיע למסקנה - נכון - כי בעומק הספציפי בו נעלמים הגלים המשניים, בערך 1,800 מייל מתחת לפני השטח, צריך להיות נוזל.

האי-רציפות

מכיוון שגלים סיסמיים שינו את פעילותם וגלים משניים נעלמו לחלוטין בעומק של כ- 1,8000 מיילים מתחת לפני השטח, גוטנברג היה הראשון לגלות שמעל לעומק זה סימן פנים כדור הארץ חייב להיות יציב, ואילו מתחת לסימן זה הפנים הפנימיים. חייב להיות נוזלי. כך קבע גוטנברג קו גבול מדויק - או אי-רציפות - המפריד ומחלק את המעטפת התחתונה מהליבה החיצונית. המעטפת התחתונה מעל קו גוטנברג היא יציבה, אך הליבה החיצונית מתחת לקו מותכת בנוזל. אזור הפסיפות בפועל הוא אזור לא אחיד וצר הכולל בינוני רוחב של עד 3-5 מיילים. מתחת לאזור הגבול, הגלעין החיצוני המותך צפוף בהרבה מהמעטפת שלמעלה כתוצאה מכמויות הברזל הכבדות שהוא מכיל, ומתחת לשכבה זו נמצא הליבה הפנימית, המורכבת מנקל ומברזל מוצקים וחמים במיוחד.

מתכווץ

למרות שגבול הפסקה של גוטנברג בין המעטפת לליבה נמדד בכ- 1,800 מיילים מתחת לפני האדמה, קו זה לא נשאר קבוע. החום העז בפנים כוכבי הלכת מתפזר בהדרגה ובהדרגה, מה שמאלץ את ליבת האדמה המותכת להתמצק ולהתכווץ לאט. כך, התכווצות הגרעין גורמת לגבול גוטנברג לשקוע בהדרגה ועמוק יותר מתחת לפני האדמה.