既然地心溫度高達6000度,為什麼不會熔化?

地球核心

在地球的中心，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，這是一個困擾了幾代科學家的謎題。雖然地球最中心的溫度最高可達6000度，比太陽表面還要熱一些，但那裡卻是固態的，這怎麼可能呢？

在地心的固體鐵塊中，原子排列在晶體結構中。這些結構看起來不同，構成取決於溫度和壓強。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。

鐵的晶體結構

地球核心的壓力極其高，達到了地球表面大氣壓的350萬倍。很多科學家認為，在這種高壓下，鐵晶體會在那裡形成六方密堆積結構，體心立方堆積結構在這種環境下根本不可能存在。但在2017年2月發表的一項研究中，瑞典斯德哥爾摩皇家理工學院的科學家對收集到的地球內部的數據進行了分析，得出了一個驚人的結論。

研究人員使用一臺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，這要歸功於不可能的極端條件。在正常的溫度下，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。但在地核的極端環境中，原子移動得極其快，極其接近，以至於它們無處可去。就像在擁擠的地鐵車廂裡的乘客一樣，他們只是換了位置，但保持了原來的形狀。

地核

該研究合著者Anatoly Belonoshko表示，這些平面的滑動有點像洗牌中的紙牌。即使牌被放在不同的位置，但仍然是一副牌。同樣地，體心立方堆積的鐵保留了它的立方結構。

這能完美地解釋了為什麼地球的核心是固態的，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。了解關於地球內部的構成，可以幫助我們對未來地球可能發生的重大事情做出準確的預測。