【物理科普】地球核心的探索之旅

正文

请到「今天看啥」查看全文

那里是地球大部分质量的所在，也必然是大部分铁的聚集之处。在正常条件下，铁是相对密集的元素，在地核的极端高压环境下，它可能被压缩至更大的密度，这样便可解释所有缺失的质量了。

但是且慢，铁最初又是如何到达地核的？

△ 圣安德烈（San Andreas）斯断层会触发大地震。（图片来源：US Geological Survey/SPL）

铁元素必定受到了重力影响，向着地核沉降。但具体过程目前还不清楚。

地球剩余的大部分是由一种名为“硅酸盐”的岩石物质组成，而处于熔融状态的铁必须想办法穿过这些岩石，从而抵达地核。类似于水在油腻表面上形成的液滴，铁也会聚拢形成小的聚集区，而不会向周围扩散和流动。

2013 年，美国斯坦福大学的毛立文 (Wendy Mao) 和她的同事们找到了一个可能的解决方案。他们想知道，当铁与硅酸盐一同暴露于极端高压环境时将会如何 — 而这正是地球内部深处的环境条件。

通过使用金刚石极度挤压这两种物质，研究人员迫使熔化的铁流经硅酸盐。

毛立文说：“压力实际上改变了铁与硅酸盐相互作用的性质。在高压下，一种‘熔融网络’（melt network）形成了。”

这表明，铁元素很可能在数百万年的漫长时间里被逐渐挤压穿过地球的岩层，并最终到达地核区域。

△ 虽然地震极具破坏性，但我们也可以从中学到东西。（图片来源：Peter Menzel/SPL）

你可能会好奇我们是如何得知地核大小的。答案很简单：地震学。

当地震发生时，它发出的冲击波将穿过整个地球。地震学家会记录这些震动情况。这就好比我们用一个巨大的锤子敲击地球的一端，然后在另一端聆听其产生的声音。

雷德芬说：“在20世纪60年代，智利发生了一次强烈地震。那次地震留下了大量数据。” “分布在全球各地的地震台都记录到了该地震的到来。”

因为振动的传播路径不同，它们可能传到了地球上的不同角落，从而影响在另一端听到的“声音”。

△ 神户大地震的地震仪。（图片来源：Carlos Munoz-Yague/Eurelios/SPL）

请到「今天看啥」查看全文