科學也可以如此靠近

為什麼溫度高達5500度的內地核是固態?

3月
27
2019

2019年3月27日02時 宇宙接觸

宇宙接觸

地球的核心位於地球內部最深處,其範圍從距離地表3000公里的地方開始一直到地球中心。地核的主要成分為兩種金屬——鐵和鎳,其中鐵占了大部分。整個地核並非均一的相態,而是外面一部分呈現為液態,該部分為外地核;裡面那部分則呈現為固態,該部分為內地核。

那麼,為什麼同樣都是鐵和鎳組成的外地核和內地核,它們卻有著不同的相態呢?

地核的溫度非常高,外地核最低的溫度也能達到3700攝氏度,越往地心方向溫度越高。到了地心,溫度已經升高到相當於太陽表面的溫度,即5500度。在這種極端的溫度下,我們所熟知的金屬和合金都應該是液態。

不過,金屬的熔點還會受到壓強的影響。在壓強越高的環境中,金屬的熔點也會越高。據估計,內地核的壓強高達地表大氣壓的360萬倍。在內地核的極端壓強環境中,科學家認為,鐵的晶體結構應該會呈現為最密堆積結構——六方密堆積結構。因此,鐵鎳合金的熔點會大幅度升高,將會高於5500度,所以內地核會呈現為固態。而外地核的壓強相對較低,鐵鎳合金的熔點也相對較低,它們會在外地核的溫度中會保持液態。

那麼,科學家如何知道地核的結構呢?

簡單來說,從地下傳來的地震波攜帶著大量有關地球內部結構的信息,由此可以推斷出地核的結構。另外,根據發電機理論,正是由於地核的獨特結構,在地球自轉所產生的科里奧利力的作用下,地球才能產生強大的磁場來抵禦宇宙輻射,從而庇護了地球上的生命。


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