地球內核為什麼是固態的?它與地球磁場的形成又有什麼聯繫呢?

2020-12-06 犇犇奇思妙想

地球是由幾個不同的層組成的,而每一層都有其獨特的屬性。地球最深的層是固體的內核。為什麼地球內核是固態的呢?雖然沒有人曾經到過地球的中心,但是物理學家通過研究地震的衝擊波,已經能夠計算出它可能的結構。即地球的中心是一個堅固的內核,有月球的三分之二大小,主要由鐵構成。地球內核的溫度在5700℃左右,鐵在這麼高的溫度下之所以沒有成為液體,是因為破碎壓力引起的重力阻止它成為液體。

固態內核的上一層是地球的液體內核,它是一層大約2200千米厚的液體層,主要由鐵和鎳組成。這裡的金屬是流體,因為它的壓強低於內核。由於外層核內溫度、壓力和成分的不同,當冷的、緻密的物質下沉而熱的物質上升時,就會在熔化的金屬中產生對流電流。地球自轉產生的「科裡奧利力」也會產生漩渦。因此,這種液態鐵的流動會產生電流,進而產生磁場。帶電的金屬通過這些電場繼續產生它們自己的電流,因此這個循環就會繼續下去。這種自我維持的循環被稱為地球動力學。「科裡奧利力」所引起的螺旋運動意味著兩個單獨的磁場大致上是向同一方向排列的,它們的共同作用加起來就產生了一個巨大的磁場,吞沒了整個地球。因此,地球的液態鐵芯產生了地球磁場,保護我們免受宇宙輻射。

地幔是地球地下最大的區域,約佔地球體積的84%。它位於地殼和外核之間,被分成上下兩部分。軟流層是位於巖石圈之下的上地幔的一部分,被認為與板塊構造運動有關。巖石圈是地球上被稱為地殼和地幔最上層的一些板塊的區域,它就是我們所認為的地面,主要由矽組成,並被分解成構造板塊。

巖石圈-軟流圈邊界是根據應力響應的差異進行定義的。板塊和巖石圈通常保持剛性,但較弱和較粘稠的軟流層可以移動,這種運動導致板塊向其它板塊下方移動,這就是海嘯、地震以及山脈形成的根本原因。

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    本文轉自【科技日報】;科技日報北京8月30日電 (記者劉霞)四川大學地球物理研究室與北京高壓科學研究中心及美國科學家攜手,重新對地球固態內核的年齡進行估計,測算出其年齡介於10億到13億年之間。最新研究發表於《物理評論快報》雜誌。
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    四川大學地球物理研究室與北京高壓科學研究中心及美國科學家攜手,重新對地球固態內核的年齡進行估計,測算出其年齡介於10億到13億年之間。最新研究發表於《物理評論快報》雜誌。研究者四川大學張友君副教授解釋稱,地球的核心主要由鐵構成,分為固態內核和液態外核。高溫的鐵地核通過熱傳導向地幔中傳遞熱量,因此地核的熱導率是確定地核許多屬性包括內地核如何形成以及「地球發電機」如何驅動的關鍵。「地球發動機」則是指帶電的富鐵液態外核的運動產生了地球磁場。
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