Teras dalam

Bumi ditemui mempunyai teras dalam batin yang kukuh dari teras luar cecairnya pada tahun 1936, oleh ahli seismologi Denmark, Inge Lehmann,^[4] yang menyimpulkan kehadirannya dengan mengkaji seismogram dari gempa bumi di New Zealand. Beliau melihat gelombang ombak mencerminkan sempadan inti dalam dan dapat dikesan oleh seismograf sensitif di permukaan bumi. Batasan ini dikenali sebagai ketiadaan Bullen,^[5] atau kadang-kadang sebagai pembiaran Lehmann.^[6] Beberapa tahun kemudian, pada tahun 1940, hipotesis bahawa teras dalaman ini diperbuat daripada besi pepejal; Ketegarannya telah disahkan pada tahun 1971.^[7]

Teras luar ditentukan menjadi cair daripada pemerhatian yang menunjukkan bahawa gelombang mampatan melewatiinya, tetapi gelombang ricih elastik tidak - atau melakukannya hanya sangat lemah.^[8] Kekukuhan teras dalamnya sukar untuk dibentuk kerana gelombang geser anjal yang dijangka melewati jisim pepejal sangat lemah dan sukar untuk seismograf di permukaan Bumi untuk mengesan, kerana mereka menjadi sangat dilemahkan dalam perjalanan mereka dari dalam teras ke permukaan melalui laluan mereka melalui teras luar cecair. Dziewonski dan Gilbert menetapkan ukuran mod getaran Bumi yang biasa disebabkan oleh gempa bumi besar yang konsisten dengan teras luar cecair.^[9] Ia baru-baru ini telah mendakwa bahawa gelombang ricih telah dikesan melalui teras dalaman; tuntutan ini pada permulaannya kontroversi, tetapi sekarang mendapat penerimaan.^[10]

Berdasarkan kepada kelaziman relatif pelbagai unsur kimia dalam Sistem Suria, teori pembentukan planet, dan kekangan yang dikenakan atau tersirat oleh jumlah sisa kimia Bumi, teras dalam dipercayai terdiri daripada aloi nikel-besi. Besi tulen didapati lebih padat daripada teras dengan kira-kira 3%, menyiratkan kehadiran unsur-unsur cahaya dalam inti (contohnya silikon, oksigen, sulfur) selain kehadiran nikel yang mungkin.^[11]

Selanjutnya, jika bumi asal dan sebahagian besarnya cecair (masih membentuk) mengandungi sebarang jisim yang lebih besar daripada unsur-unsur yang lebih padat daripada besi dan nikel, iaitu logam berharga putih (rupa) (dan beberapa yang lain) kecuali perak, khususnya unsur siderofil ini semestinya telah dibezakan ke pusat teras menjadi sfera bersarang sepusat oleh pembezaan planet. Platinum, iridium, dan osmium yang paling padat (dan stabil), (dan sebagainya) dalam urutan ketumpatan) ini membentuk sferoid paling dalam.^[12] Sedangkan unsur-unsur yang tidak stabil seperti ketumpatan trans-besi/nikel seperti ini akan mengalami kerosakan yang besar pada besi/nikel/plumbum oleh ketika bumi membentuk teras diskret.

Suhu teras dalaman dapat dianggarkan dengan mempertimbangkan kedua-dua teori dan kekangan yang ditunjukkan oleh eksperimen pada suhu lebur besi buruk pada tekanan besi yang berada di bawah sempadan teras dalam (kira-kira 330 GPa). Pertimbangan-pertimbangan ini menunjukkan bahawa suhunya kira-kira 5,700 K (5,400 ° C; 9,800 ° F).^[13] Tekanan dalam teras dalaman Bumi sedikit lebih tinggi daripada di sempadan antara teras luar dan dalam: ia berkisar dari kira-kira 330 hingga 360 gigapascal (3,300,000 hingga 3,600,000 atm).^[14] Besi boleh pepejal pada suhu yang tinggi semata-mata kerana suhu leburnya meningkat dengan ketara pada tekanan magnitud tersebut (lihat hubungan Clausius–Clapeyron).^[15]

Satu laporan diterbitkan di dalam jurnal Science ^[16] menyimpulkan bahawa suhu lebur besi di sempadan teras dalaman adalah 6230 ± 500 K, kira-kira 1000 K lebih tinggi daripada anggaran sebelumnya.

Berdasarkan kadar penyejukan teras, dianggarkan bahawa teras dalaman pepejal semasa mula mengeraskan kira-kira 0.5 hingga 2 bilion tahun yang lalu^[17] daripada teras lebur yang sepenuhnya (yang terbentuk hanya selepas pembentukan planet). Sekiranya benar, ini bermakna bahawa inti dalaman pepejal bumi bukanlah ciri primordial yang hadir semasa pembentukan planet ini, tetapi ciri yang lebih muda daripada Bumi (Bumi adalah kira-kira 4.5 bilion tahun).