為啥地球核心高達6千度，形態卻是一個固體的鐵球？

地球核心

我們的地球是個很神奇的物體，它身上有無數奧秘值得探尋，其中一個就是為啥它最中心的溫度高達 6,000 度，但是那裡仍舊是固態的。

咱們先來了解一下地球的結構，地球的內核是一個直徑大約有 1500 英里( 2414 公里)的固體鐵球，體積同月球一樣。

包裹在這個球周圍的外核主要由液態鐵鎳混合物組成，這是一個粘性很大的地幔層，再往上是形成地表的固體地殼。

也就是說地核可分為兩部分，外核是液態的鐵水，它包裹著冥王星大小的固體鐵球內核。

當地球徹底冷卻時，熔融外核會慢慢被凍結。這導致它的固體內核以大約每年 1 毫米的速度增長。

存在固體鐵球內核的原因

這個問題困擾了科學家們很多年了，人們怎麼也搞不懂，明明溫度比太陽表面還高的地球內核居然是固體的。

要搞懂這個問題，我們需要了解原子在這個固體鐵塊里是如何排列的。原子排列在晶體結構中，但是它們形態不同，主要取決於溫度和壓強。

在正常的溫度和大氣壓力下，鐵呈現為體心立方堆積結構，經典的立方體形狀有八個頂點和一個中心點，每個點包含一個鐵原子。

然而，在極高的壓力下，鐵的晶體結構變成了六方密堆積結構，每個點都被另外 12 個點包圍，這是金屬晶體的最密堆積方式。

現在我們再來分析一下地球核心的情況，我們都知道地球的核心壓力是及其高的，是地球表面大氣壓的 350 萬倍。

在這麼高的壓力下，人們自然會認為地球核心中的鐵晶體會呈現六方密堆積結構。

但是 2017 年 2 月，瑞典斯德哥爾摩皇家理工學院的科學家獲得了一項新發現，完全出乎人們的意料。

研究人員使用一台大型超級計算機分析了大量數據，結果發現，地球固態核心的鐵呈現為體心立方堆積結構！這又是為什麼呢？專家解釋道是由於地球內核的極端條件導致的。

正常來說在正常溫度下，這種體心立方堆積結構是不穩定的，它的原子「平面」很容易滑出結構成為液態。

但是地球內核不一樣，它的壓力極高，這就導致原子移動得極其快，兩個原子之間幾乎是擠著的，所以沒辦法逃離出去。

打個比方說，這就像是火車到站時候的通道，因為乘客太多了，只能排隊下車，而無法一下子就擠出去。

研究人員 Anatoly Belonoshko 表示，這就像是洗牌，雖說洗完後，牌處於不同的位置，但是仍舊是一副牌，其它什麼也沒有改變。同理，體心立方堆積的鐵保留了它的立方結構。

這就是為啥地球的核心是固態的原因了。而且這也解釋了為什麼地震波在地球兩極之間傳播的速度要比赤道快。

鐵原子在某個立方體結構中的運動方式相當於給鐵增加了「紋理」，就像木頭有紋理一樣，這能給它一個優先的方向。

專家表示，清除的了解地球的內部結構能幫助人們預測地球的地質活動，可以避免一些地質災害。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！