Dünyanın merkezinde ne var?
Yer kabuğu ve yer kabuğuna yakın olan katmanlar hakkında doğrudan bilgi edinmek mümkündür ancak; dünyanın merkezini analiz etmek için madde toplama şansı bulunmamaktadır. Derinlere inildikçe basınç ve sıcaklık giderek artmaktadır. Hatta buradaki basınç atmosfer basıncının yaklaşık 3 milyon katıdır.
Peki bu bölge hakkında nasıl fikir edinebiliyoruz?
Dünyanın çekirdeğinde bulunan maddeler bilim adamları tarafından saptanabilmiş ve az çok fikir edinilebilmiştir. Hatta merkezdeki maddenin tamamen sıvı olduğu tespit edilmiştir. Güneşim spektrumunun incelenmesi ile dünyada hangi elementlerin hangi miktarda olduğu saptanabilmektedir. Mantonun üst katmanlarında bulunan maddeler, alt katmanlarda kine benzer olduğu sürece laboratuvar ortamında incelene bilmektedir. Sismik dalgalar ile elde edilen tepkiler ölçümlendiğinde iki katmandaki elementlerin de birbiri ile benzerlik gösterdiği doğrulanmıştır. Çekirdeğin, dünyanın manyetik alanını oluşturabilmesi için bünyesindeki metallerin yüksek olması gerekmektedir. Tüm bu metaller ise sıvı halde bulunmalıdır. İç çekirdek çoğunlukla demir ve nikelden oluşmaktadır. Ayrıca çekirdekte bulunan bazı hafif elementlerin çekirdeğin yoğunluğunun %10 kadar düşük olduğu da düşünülmektedir.
Merkezinde ne olduğunu nasıl biliyoruz?
Teknolojinin gelişmesi ile birlikte yer kabuğunda pek çok inceleme gerçekleştirilmiştir. Merkezde olan mağmanın sıcaklığı nedeniyle bu alana inmek oldukça zordur ancak; belli cihazlar ile dünyanın dışından ölçümler gerçekleştirmek de mümkündür. Bilim adamları yaptıkları araştırmalar ile pek çok tez ortaya koymuştur. Dış çekirdek ile iç çekirdeğin yapısal özelliklerinin de benzer olduğu tespit edilmiştir.
Dünyanın bir çekirdeği bulunur. Dış çekirdek sıvı, iç çekirdek ise katıdır. 1909 yılında deprem dalgalarının ve depremin incelenmesi sonucu kullanılan teknik sayesinde bu tespitler yapılmaktadır. Pi dalgaları her maddenin içinden geçebilecek niteliktedir. S dalgaları ise sadece katı maddelerden geçebilmektedir. Bu dalgalar çapraz dalgalardır. 0 derecede deprem olması durumunda tüm dünyadaki sismograf istasyonlarından ölçüm yapılabilmektedir. Çok hassas olan bu cihazlar her türlü ölçümü sağlayabilmektedir. S dalgaları her alanda ölçülebilmektedir. Yani tüm noktalarda dalgaların ölçümü sağlanabilmektedir. 0 derecede aşağıya inerek s dalgalarının ölçümünün yapılması imkansızdır. Çünkü bu noktada çekirdek katı bir yapıdan oluşmaktadır.
Dünyanın çekirdeğindeki ısı da ölçüm konusunda büyük etki göstermektedir. 105 dereceye kadar dalga ölçümü sağlanabilmektedir. Bölgede S dalgasının içinden geçemediği materyaller incelenmektedir. S dalgaları sadece katıdan geçebildiği için 105 dereceden sonrasında geçiş sağlandığı bilinmektedir. Yani bu durumda ortada sıvı bir çekirdek bulunmaktadır. Hatta S dalgasının durmasına yetecek kadar sıvı bir yapıdan oluşmaktadır. S dalgası gölgesinin oluşması, bir çekirdeğin olduğunu ve en azından bu çekirdeğin dış kısmının sıvı olduğunu belirtmektedir.
İç çekirdek olduğunu nereden biliyoruz?
Bunun için ise pi dalgaları kullanılmaktadır. Bu dalgalar her maddeden geçebilmektedir ancak; dalganın daha hızlı hareket etmesi sonucu dışa doğru kıvrılma gerçekleşmektedir. Pi dalgaları, sıvı içinde çok yavaş hareket etmektedir. Dünya çapındaki sismograf istasyonlarında ölçüm yapıldığında, pi dalgaları manto içinde olmasını beklediğimiz hareketlerde bulunmaktadır ancak; dış çekirdekten geçerken daha sert bir ortamdan geçiyormuşçasına kırılmaktadır. Başka bir noktaya ulaşabilmek için daima kırılan dalgalar, her yer sıvı olsaydı çok daha farklı bir durum ortaya çıkacaktı.
Bu incelemeler çok daha iyi bilgisayarlar ile belgelenebilmektedir. Pi dalgalarının kırılma görüntülerinin olması iç çekirdeğin katı, dış çekirdeğin ise sıvı olduğunu kanıtlamaktadır.
Katı bir iç çekirdek olmasını kanıtlamanın tek yolu dalgaların yoğunluklarını ve kırılma şekillerini incelemek gerekmektedir. Fazla matematik gerektiren bu durum, materyal hızı ve gölge ile hesaplanabilmektedir. Hala merkezdeki çekirdeğin sıvı mı katı mı olduğu ne yazık ki kanıtlanamamıştır.