能否給出圖形化的說明?融化的鐵在硅酸鹽中流動是什麼樣子?


告訴大家一件悲傷的事情。以我們現在的原始科技,人類只能勉強飛出地球,對地核的真實樣子還只能靠猜。

既然是猜,那我們為什麼不把腦洞開的更大一點?而開的尤其大者,就是名列我國中學歷史課本世界史部分,為大家所熟知的但丁老師。

但丁畫像

在他的名著《神曲》中,地球的中心是地獄的底端,裡面住著魔王撒旦、背叛耶穌的猶大以及刺殺凱撒的布魯圖斯和卡修斯。

《神曲》走紅後,引來了人們競相研究地獄的熱潮,文藝復興的歐洲人,開始煞有介事的根據書中的描述,討論地獄的真實結構。

1506年的一幅木刻版畫地獄圖

比如義大利建築學家和數學家安東尼奧·馬內蒂,他在1529年就一本正經的畫出了地獄結構圖,還計算出了地獄的大小。後來著名科學家伽利略也積極的參與其中,經過複核,他認為馬內蒂的計算正確無誤。

安東尼奧·馬內蒂的地獄結構圖

15世紀末佛羅倫薩的著名畫家桑德羅·波提切利也來摻和一腳,他的傳世畫作中,就有這樣一幅地獄圖,而同時期其它畫家相似的畫作還有不少。

桑德羅·波提切利的地獄圖

1587年喬安尼斯·史特拉丹奴斯的地獄圖

到了1855年,義大利人米開朗基羅·卡塔尼更是集大成者,在他的著作中,地獄和天堂的精確結構一個都不缺,不僅僅有地獄的側視圖和頂視圖,還有地獄天堂一體的大圖,可見到了19世紀歐洲人的研究熱情依然不衰。

米開朗基羅·卡塔尼的地獄頂視圖

米開朗基羅·卡塔尼的地獄側視圖

米開朗基羅·卡塔尼描繪的地獄和天堂

即便是到了20世紀,我們依然能看到這樣的結構圖出鏡,比如下圖就是德國人1922年所繪的地獄結構圖。

1922年的一張地獄圖

到了1970年,喜好傻大黑粗的蘇聯人在科拉半島鄰近鑽出了12.263千米深度的超深井。當然這相對於6000+千米半徑的地球而言,不過是撓痒痒。有傳言說,鑽井工人鑽到深處聽到凄慘的哀嚎,彷彿傳說中的地獄一般,不知真假。

由此可見,無知的人類要真正的了解地底深處的奧秘,看來還早的很呢。


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我們對地核的真實面貌不得而知,但也並非一無所知,目前只能靠地震學和高溫高壓模擬實驗去推測其性質:

1. 地震學方法

因為我們無法對地核直接採樣,而每次大地震發生後,由地震儀記錄到的地震波可以推測地

核結構等性質,至於為何是大地震,原因是小地震能量較小在傳播的過程中會衰減,所以地震

儀難以記錄到有效的地震信號。有了地震儀記錄的數據,我們就可以分析其記錄的信號能反映

的地下結構。那麼要研究地核,地震波必須得穿過地核,這樣其才能攜帶地核的地震波信息。

從90年代開始以宋曉東為代表的地核研究專家對地核的研究成果可謂呈井噴式增長,這些成果

包括地核壓縮波(P波)各向異性(地震波沿不同方向傳播速度不同,在地震已記錄的信號走 的時間有差異),內核超速旋轉(地核相較於地幔地殼自轉速度更快),內 核頂層(其表層60-150km)根據P波速度大小差異可分為東西兩部分。但是2002年 Miaki Ishii

提出內核又可分為兩部分:內核外部分和「最內核」。2015年南京大學在宋曉東帶領下有王濤老

老師利用近十年發展起來的地震干涉方法(1968年由 Claerbout 提出,經由Wapenaar,Lobkis,Weaver,Derode, Sneider,Shapiro,Compillo等人發展起來)分析2005-2012年8年的大地震尾波數據得出內核最裡面部分P波各向異性與內核外面部分近乎相反(即內核外面部分P波南北向傳播速度比在赤道面內傳播要快,裡面部分則是P波沿南北向傳播比沿赤道面傳播慢)。即內核可分為「外內核」 和「內內核」,而「內內核」估算半徑約為現今內核半徑(1250km一半)一600km,可由圖1表示;

圖1 內核P波各向異性示意圖

2. 高溫高壓模擬實驗,理論計算

另外就是高溫高壓模擬實驗和理論計算,理論計算就是量子化學領域根據第一性原理(ab initialize)根據原子性質和溫壓條件計算出何種穩定的礦物相。而高溫高壓模擬實驗得以開展起來很大一部分歸功於現代高端儀器技術的發展(因為要模擬地核溫度~5000k、壓抑~300Gpa的條件)。其實這一部分的目的主要還是為了解釋在地震學上觀測到的特徵(P波各向異性,何種礦物相能導致?),目前很多文獻偏向於HCP礦物相的鐵或者鐵和其他元素的合金能導致P波各向異性,但是至於何種動力學模式能解釋內核乃至整個地球運轉機制我們亦不得而知。

最後有一句話就是,如果科學的定義是對事物的全面把握,那歷史上則從未有過科學。所以我們對一個事物的研究只能從局部開始,慢慢接近其本質。所以我們對地核的研究先可以間接推測,若干年後(或許人類已不復存在),對地核直接採樣等等技術出現了,或許又可以登上一個新的台階了吧。


尚無定論

目前大多數人認為:地心主要由鐵、鎳元素組成,外地核的物質為液態,內地核認為是固態結構。

關於地球深處具體是什麼物質,處於什麼狀態,科學界還眾說紛紜,難下結論。畢竟就目前人類的科技水平還難以到達地球內部。

地核是地球的核心部分,地球內部從古登堡面起,一直到地球中心,稱之為地核。主要由鐵、鎳元素組成,半徑為3480千米。地核又分為外地核和內地核兩部分。地核佔地球總體積的16%,地幔佔83%,而與人們關係最密切的地殼,僅佔1%而已

地核:是地球的核心部分,主要由鐵、鎳元素組成,半徑為3480千米。地核又分為外地核和內地核兩部分。

外地核的物質為液態。外地核深2900km至5000km,

內地核深5100km至6371km。外地核的厚度為1742千米,平均密度約10.5克/厘米x厘米x厘米,物質呈液態 。

過渡層的厚度只有515千米,物質處於由液態向固態過渡狀態。內地核厚度1 216千米,主要成分是以鐵、鎳為主的重金屬,所以又稱鐵鎳核。

1.「黃金核" 的說法,

科學家們在對一塊偶然找到的小行星碎塊進行分析後發現,它們之中重金屬(主要是鐵、鎳、鉑和金)的比重均比較大,而這種情況正好與構成行星的原始物質的組成是一致的。但是,在地殼和岩漿中這些重金屬的含量均非常低。伯納德·福特由此得出結論,那些「缺失」的黃金和鉑很可能都沉積到了地球內部。他認為,地核中集中了地球上至少99%的黃金儲量。不過,這一假說還難以得到驗證。根據測算數據得,以鐵、鎳為主要成分的地核(其半徑3473千米)中,黃金的平均含量是地殼平均含量的600多倍,地核中的黃金總量竟多達500億千克。

2.美國物理學家認為地核是一個巨大的核電站,

地球是一個天然核電站,人類生活在厚厚的地殼上,而地殼4000英里深的地方,一顆直徑達5英里的由鈾構成的球核正在不知疲倦地燃燒,反應,發出大量的熱並因此產生了地球磁場以及為火山和大陸板塊運動提供能量的地熱。

3.然而,並非所有的學者都同意上訴觀點,又有人提出了「金屬氫地核說」、「金屬氫化合物地核說」、「鐵硫地核說」、「鐵硅地核說」、「鐵氧地核說」等等諸多的學說。當然,所有這些學說都是人類用智慧對地球內部情形的間接「窺視」。無數的科學家在不斷的猜測著地核的情況,相信終有一天,人類會揭開地核神秘的面紗。

就壓力來說,地核每平方米就承受著1770噸的巨大壓力,金剛石就像柔軟的麵包一樣,以目前人類的技術,無法造出能夠承受如此大壓力的機器去探測地核。

由於入地比登天還要難,人們無法直接用肉眼去證實這些說法,只能不斷的猜測地核的真正面目。因此地球中心為何物仍是一個謎。


現階段人類的科技水平對地殼以下的認識主要靠地震波,火山噴發物質等方式間接推測,沒人真的看過下面。說不定裡面住著什麼神奇的生物呢也說不準

地核是個緻密態中子球體。因為緻密態物體的組成粒子,被特高壓壓實無法運動。就沒有粒子運動的熱量,所以無熱量的地核溫度極低。

但是地核表面卻在高壓下,發生中子成氫的可控核反應,成為地球溫度最高的地方。生成的氫在高溫、高壓下,被迫與中子結合,生成元素周期表所沒有的、大質量元素與大質量同位素元素。

由於對流、輻射、傳導三種熱傳導方式,只能對中子體表面起作用,無法對中子體內部起作用。所以地核溫度不會升高,而地核表面溫度升高,中子成氫的核反應,只能在表面逐層進行。所以天體內核表面的可控核反應,能夠從大爆炸開始,維持到地球的一百多億年,大恆星的上千億年。


地核應該是固體,地球內部由不同的物質組成產生不同的磁場,火山爆發應該是由某種磁場互相排拆產生高溫,熔化岩石液體流出,不能代表地核是液體。如某種磁場能從地球內部的石油排出,從而形成油田一樣。


根絕我兒子的DK百科全書,地核分為內核與外核。內核由於壓力太大為固態,溫度為6000多度。外核為液態。



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