kiinteä sisäsydän (Kuva. 1) on kaikkein syrjäisimmillä ja arvoituksellinen osa planeettamme, ja vieressä kuori, on pienin ”virallinen” osa Maapallon sisustus. Se löydettiin vuonna 1936 (1), ja vuoteen 1972 todettiin, että se oli tasainen, vaikkakin hyvin pieni jäykkyys (2-4). Vuoteen 1993 mennessä oli todettu, että se oli kiteinen (5)., Sisempi ydin on eristetty muusta Maan pieni-viskositeetti neste ulompi ydin, ja se voi kiertää, nyökätä, vaappua, precess, värähtelemään, ja jopa kääntää ympäri, on vain löyhästi rajoittaa ympäröivän kuoret. Sen olemassaolo, koko ja ominaisuudet rajoittavat lämpötila ja mineralogia lähellä Maan keskipisteeseen. Joukossa on poikkeavia ominaisuuksia ovat alhainen jäykkyys ja viskositeetti (verrattuna muihin kiinteät aineet), suurin vaimennus, äärimmäinen anisotropiaa, ja superrotation (tai muodonmuutoksia; refs. 5–8)., Alkaen seismiset nopeudet ja kosmisen runsaus, me tiedämme, että se koostuu pääasiassa rauta-nikkeli kiteitä, ja kiteet on näyttely on suuressa määrin yhteinen suunta. Sisempi ydin on ennusti erittäin korkea lämmön-ja sähkönjohtavuus, a nonspherical muoto, ja taajuus-riippuvainen ominaisuuksia; se voi myös olla osittain sula. Se voi olla välttämätöntä olemassaolon magneettikenttä ja napaisuus peruutukset tällä alalla (D. Gubbin, D. Alfe, G. Masters, D. Hinta, ja M. Gillan, julkaisematon)., Sisäsydämen jäätyminen ja epäpuhtauksien karkottaminen ovat todennäköisesti syynä geodynamon tehoon. Sisäsydän edustaa kuitenkin alle 1% Maan tilavuudesta, ja vain muutama seisminen Aalto koskaan saavuttaa sen ja palaa pinnalle. Sisin ydin on seismologeille pieni kohde, ja seismiset aallot vääristyvät kulkemalla koko maan läpi ennen sen saavuttamista. Ehtoja lähellä Maan keskipisteeseen ovat niin äärimmäisiä, että sekä teoreetikot ja kokeiluissa on vaikeuksia päällekkäisiä sen ympäristössä., Kuitenkin, on ollut viime aikoina suuri aktiivisuus noin sisempi ydin seismologit, geochemists, dynamicists, materiaalien tutkijat, ja geodynamo teoreetikot. Seismologiasta tai epäsuorasta päättelystä lähes kaikki sisäsydämestä tunnettu tai päätelty on kiistanalaista. Tässä numerossa PNAS, Ishii ja Dziewoński (8) lisää juonittelua ja komplikaatio ilmiöitä lähellä Maan keskipisteeseen, ja ne viittaavat siihen, monimutkainen historia tämä pieni esine.,

Planeetat erottaa, koska ne accrete ja saada painovoiman energiaa. Tämän erilaistumisen ajoitus on maatieteen pitkäaikainen tavoite (9-13). Tiheysositus selittää kuoren, vaipan ja ytimen paikat., Sisempi ydin on todennäköisesti myös seurausta kemiallinen kerrostuneisuus, vaikka vaikutus painetta sulamispiste olisi luoda kiinteä sisempi ydin, vaikka se oli kemiallisesti identtinen ulompi ydin. Matalatiheyksiset materiaalit ovat poissuljettuja, kun jähmettyminen on hidasta, joten sisäydin voi olla ulkoydintä puhtaampi ja tiheämpi. Koska sisempi ydin kiteytyy ja ulompi ydin jäähtyy, materiaali järjestetään ratkaisu ja jousitus tulee levy ulos, tai asettua, ydin vaipan rajan, ja se voi olla osaksi alin vaipan., Vaippa käsitellään yleensä kemiallisesti homogeenisena kerroksena, mutta tämä on epätodennäköistä. Tiheämmät silikaatit, mahdollisesti pii – ja rautapitoiset, gravitoituvat myös vaipan alaosia kohti. Maankuoren ja matalien vaippamateriaalien hikoiltiin ulos maasta sen kiristyessä, ja jotkut eivät ilmeisesti koskaan olleet tasapainossa ydinmateriaalin kanssa., Vaikutus painetta fysikaaliset ominaisuudet tarkoittaa, että vaipan ja ydin lienee kerrostunut peruuttamattomasti, kun vesijättö, että vain ulompi kuoret vaipan osallistua pinnan prosesseja, kuten vulkanismi ja mannerlaattojen, ja että vain syvemmälle tällä hetkellä vuorovaikutuksessa ydin.

kuori, vaipan, alempi vaippa, ydin, ja sisempi ydin ovat oppikirjan osa-alueet Maapallon sisustus. Seismistä tomografiaa käytetään kartoittamaan näiden suurten osa-alueiden laajamittaisia sivuttaisvaihteluita., Korkeamman resoluution seismisiä tekniikoita on käytetty havaitsemaan ja kartoittamaan pienimuotoisia ominaisuuksia ytimen ylä-ja alaosassa (14-16). Klassiset rajat maan sisällä (6) löydettiin kaikki viime vuosisadan alkupuolella. 1960-luvulla, rajat sisäisen vaipan löydettiin syvyydessä 400 ja 650 km ja olivat johtuvan kiinteä–kiinteä faasi muuttuu (17), toisin kuin muut, jotka ovat kemiallisia tai jähmettymisen rajoja. Myöhemmin syvältä manttelista löytyi todennäköinen kemiallinen epäjatkuvuus (16), ja toinen pääteltiin lähes 900 km (18)., Seismisiä epäjatkuvuuksia ovat perinteisesti löytynyt heijastus ja taittuminen seismisiä aaltoja, mutta viime aikoina tekijät, kuten anisotropiaa, vaimennus, sironta, spektritiheyden, ja tilastollinen decorrelations on käytetty löytää hienovaraisempia ominaisuuksia. Uusi alue syvällä sisemmässä ytimessä edustaa anisotrooppisen kuvion (8) luonteen muutosta ja voi edustaa täysin erilaista ilmiötä.

pitkäaikainen kiista venytettyä (100 miljoonaa vuotta) vs., nopea (≈1 miljoonaa vuotta) maankohoaminen näyttää ratkaisevan itsensä lyhyemmän ajan asteikkojen ja korkean lämpötilan alkuperän hyväksi. Geofysikaaliset tiedot vaativat maan nopeaa kertymistä ja ytimen varhaista muodostumista (9). Viime aikoihin asti, nopea vesijättö on ollut ristiriidassa accretional teoria ja isotooppien tiedot, mutta nyt näitä aloja ovat myös suosimalla supistui aika-asteikko. Eri isotoopit ovat vahvistaneet lyhyitä aikavälejä muodostumista aurinkokunnan ja planeettojen eriyttäminen prosesseja (10-13)., Tämä havainto liittyy sisäsydämen ikään ja sen jäähdytyshistoriaan.

planeettaytimen tekemiseen on kolme aivan erilaista mekanismia. Vuonna homogeeninen vesijättö hypoteesi, silikaatteja ja metalleja accrete yhdessä, mutta, kun Maapallo lämpenee, raskasmetalleja valua alaspäin, lopulta muodostaen suuria tiheä keskittymistä, että uppoaa nopeasti kohti keskustaa, kun siderophile elementtejä niiden kanssa., Vuonna erilaisten vesijättö hypoteesi, tulenkestävät kondensaatteja (kuten rauta ja nikkeli) alkaen jäähdytys nebula alkaa muodostaa ydin planeetan ennen kuin suurin osa silikaatteja ja haihtuvat aineet ovat saatavilla. Myöhäinen viilu edistää matalalämpötilaisia kondensaatteja ja kaasuja, mukaan lukien vettä, aurinkokunnan kaukaa. Lopuksi, suuret myöhään vaikutukset voidaan tehokkaasti ja nopeasti pistää niiden metalliset hylsyt keskellä vaikutti planeetan ja käynnistää tiedostojen erottaminen rautaa vaipan. Kuu on yhden näistä myöhäisistä törmäyksistä sivutuote., Ytimen materiaalilla voi siis olla useita alkuperiä ja monimutkainen historia. Muita sisäympäristöön liittyviä kysymyksiä ovat sen ikä, kasvunopeus, tiheys, lämpötila, rakenne ja sisäiset energialähteet (refs. 8 ja 19-21, ja D. Gubbin, D. Alfe, G. Masters, D. Hinta, ja M. Gillan, julkaisematon).

ulompi ydin on yleensä pidetään täysin sula, koska sen alhainen viskositeetti ja kyvyttömyys välittää leikkaus aallot. Se voi kuitenkin sisältää yli 50% suspendoituneita kiteitä ja silti käyttäytyä nesteenä., Rajan sisempi ydin sitten voisi edustaa ylitys geotherm kanssa sulamis-käyrä (tavanomainen selitys) tai tiivistymistä rajan, jossa hiukkasten tiheys lietteen ylittää kynnysarvon. Yleensä oletetaan, että ulompi ydin on homogeeninen, täysin nesteinen ja konvektoi turbulenttisesti. Sisempi ydin voi myös sisältää huomattavan sulaa murto, erityisesti jos on suuri väli solidus ja liquidus. On myös ehdotettu, että sisempi ydin on viskoosi neste tai metallinen lasi (19)., Anisotropian uudet tulokset tekevät tämän epätodennäköiseksi. Alhainen, päätellä viskositeetti sisempi ydin tarkoittaa, että se voi muuttaa muotoaan ja convect vaikuttaa vuorovesi-ja rotaatio korostaa ja ulompi ydin liikkeet sekä sisäisesti korostaa. Sisäsydän on yksi harvoista paikoista sisämaassa, jossa voi odottaa näkevänsä muutoksia ihmisen aikataulussa. Se voi esiintyä semirigid differentiaalinen kierto suhteessa vaipan, mutta myös, ja todennäköisesti, nonrigid tai plastinen muodonmuutos. Anisotropia on yksi osoitus tällaisesta muodonmuutoksesta tai konvektiosta.,

Kristallit ovat anisotrooppinen ja yleensä suuntautunut laskeuttamalla, jäädyttäminen, kiteytys, muodonmuutosta ja virtausta. Siksi odotamme maan kiinteiden osien olevan anisotrooppisia seismisten aaltojen ja muiden aineellisten ominaisuuksien etenemiseen. Vaikka nämä odotukset, seismologian eteni ja kukoisti kanssa oletus isotropy 1960-luvulle saakka. Tässä vaiheessa teorian seisminen anisotropiaa oli toiminut ja havaintoja vahvisti odotuksia (ks. viittaukset ref. 6)., Siitä huolimatta useimmat seismologit jättivät anisotropian huomiotta vasta melko äskettäin seismologian edistyessä. Anisotropia ei ole vain hyödyllinen työkalu koostumuksen, mineralogian ja seismologian muodonmuutoksen määrittämiseen, vaan isotropiaan perustuvat maan mallit voivat olla täysin väärässä. Anisotropia ei ole vain pieni kiihtymys olennaisesti isotrooppiseen maahan. Seismisten aaltonopeuksien vaihtelu suunnan funktiona voi olla suurempaa kuin lämpötilan ja koostumuksen aiheuttama., Jos sisempi sisempi ydin (8), läpitunkeva seismiset aallot kulkevat lähes säteittäin, niin hyvin vähän tietoa on erotettavissa olevan, paitsi vaihtelu matka-aika kanssa sivusuunnassa, esim., päiväntasaajan vs. polar polkuja, tai jossa aallot etenevät eri suuntiin päiväntasaajan tasossa. Fresnel-vyöhykkeen koko rajoittaa myös sisimmän ytimen seismistä resoluutiota. Onneksi, korkea-paine raudan kiteet ovat suuria anisotropiaa (21, 22); muuten, vähän voisi olla sanoi noin heterogeenisyys tai kierto/muodonmuutos sisempi ydin.,

muoto ja kangas sisempi ydin vaikuttaa painovoiman voimat vaipan, sähkömagneettiset ja viskoosi korostaa, ulompi ydin, ja rotaatio ja vuorovesi korostaa. Nämä rasitukset aiheuttavat peruuttamatonta muovivirtausta, kiteytymistä ja uudelleenkiteyttämistä. Seisminen anisotropia on yksi tulos.

sisempi ydin kohdistuu erilaisia ulkoisia rasituksia, joissa vaihtelut kiertoradan ja rotaatio parametrit, vuorovesi, painovoima hinaajat alkaen vaipan, viskoosi vedä ulompi ydin, ja sähkömagneettiset voimat., Se voi myös luoda sisäiset jännitykset termisen ja kemiallisen eroja, anisotropiaa ja jäähdytys, ja vastata näihin, jonka huokoinen virtaus, differentiaalinen kierto, kiertoilmauuni, ja muodonmuutos ja luominen materiaali anisotropiaa. Anisotrooppi voi muodostua myös jäätymällä sisäsydämen ja sedimentaation pinnalle. Pienimuotoinen heterogeenisuus voi esimerkiksi sulattaa kanavia tai ekssoluutiokangasta ja tuottaa myös näennäistä anisotropiaa.

kiinteän sisäympäristön muodostumisen tavanomaiseen selitykseen kuuluu hidas jäähtyminen ja kiteytyminen., Koska sulamislämpötila kasvaa paine, ydin jähmettyy keskeltä ulospäin. Mutta tämä vaikutus tarkoittaa myös sitä, että kun paine kasvaa, koska vesijättö, ydin voi paine-jäätyä, kun Maa saavuttaa kriittisen koon, ellei siellä on suuri määrä tulistus. Vaikka tiedämme, että magneettikenttä on vanha ja vankka ja kasvava sisäinen ydin voi olla välttämätöntä sen olemassaolon, se on mahdollista, että katastrofaalisia tapahtumia, kuten Kuun muodostava vaikutus on saattanut aiheuttaa sisäistä core uudistaa yhden tai useamman kerran., Alkulämpö ja episodimainen kasvu mahdollisesti ratkaisevat osan nykyisistä energiaongelmista (ref. 20, ja D. Gubbin, D. Alfe, G. Masters, D. Hinta, ja M. Gillan, julkaisematon). Yhä sisäinen ydin, on tarpeen valtaan nykyinen dynamo, mutta nopea jäähdytys voi olla powered antiikin dynamo (D. Gubbin, D. Alfe, G. Masters, D. Hinta, ja M. Gillan, julkaisematon). Sisin ydin voi siis olla paljon maata nuorempi. Sisemmän ytimen epäyhtenäisyys ja anisotropia voivat auttaa rajoittamaan sen näennäisen monimutkaista historiaa.,

sisäympäristö vaikuttaa monenlaisiin geofysikaalisiin, geokemiallisiin (23), magneettikenttään ja planetaarisiin ongelmiin. Anisotropiaa ei ole vain tärkeä parametri vaikutusta core dynamiikkaa, mutta sen avulla on myös mahdollista kuvata ja seurata sisempi ydin. Anisotropiasta on tullut seismologeille välttämätön työkalu sen sijaan, että se vaivautuisi aikoinaan harkittavaksi. Ja mahdollisuus löytää eroja seuraavan kerran etsimme tarjoaa jännitystä epätavallinen useimmissa rutiininomainen kartoitus pyrkimyksiä.