地球的內部結構之地核：地球磁場的產生源於地核的旋轉

2020-10-18 地理沙龍

我們所生活的地球，其平均半徑約為6371千米，地球內部由外到內分別由地殼（qiao）、地幔和地核三部分組成。之前我們已經探討了地殼和地幔的基本情況，今天我們繼續向地球的深處來進行研究，來聊聊地球的內部結構之地核。

地球內部結構

地核是指地球內博古登堡界面以內的部分，其深度大約在2900千米以下，地核的厚度大約為3400千米，超過地球半徑的一半。由於地核位於地球內部最核心的區域，人類對地核的研究，主要是通過地震波的反射情況來探知的，科學家研究發現，當地震波進入地幔之後，越往深處傳播，橫波和縱波的速度都逐漸加速。

地球內部結構劃分

但是，當地震波到達地下2900千米深處時，橫波突然消失，速度變為零，而縱波的傳播速度也大幅下降，由於橫波只能在固態物質當中傳播，所以在地球內部2900千米深處以下的物質，很有可能是液態物質，所以橫波消失，而且縱波的速度也大幅下降，這個導致地震波速度大幅變化的區域稱為古登堡界面，以下部分稱為地核。

地球內核

當然地核部分也不是都是液態狀態的，目前一般認為在2900千米的古登堡界面以下至5000千米的深度，是液態熔融狀態的物質，稱為外地核，而5100千米以下至地心6371千米處的部分，則是固態的，稱為內地核。由於地核位於地球的內部中心，所以承受著巨大的壓力，使得組成地核的物質密度極大，目前普遍認為主要是有鐵、鎳等金屬元素來組成。同時地核的溫度極高，使得外地核處於熔融狀態，其溫度可能達到6000至7000攝氏度，幾乎達到了太陽表面光球層的溫度。

地球的內部結構

所以，在地球地核如此高溫、高壓的狀態下，以人類目前的科學技術水平是不可能通過鑽探到達地核的，因為目前沒有任何材料能夠承受如此之高的壓力和溫度。因此，到地心進行科學鑽探旅行的場景，只能出現在科幻電影當中。地核的存在，一方面通過內部的放射性元素的核反應，釋放巨大熱能，被認為是提供地幔物質運動、地殼運動、火山活動等的能量來源。

地球磁場

另一方面，由於地球外地核是熔融狀態的液態金屬物質，包裹著固態的內地核，而地球外地核相對於內地核旋轉，而這種旋轉目前被普遍認為是產生地球磁場的主要原因。而地球的磁場，對於我們生活在地球表面的人類來說那就太重要了，有了地球磁場，才能保證我們不受來自太陽的強大帶電粒子的轟擊，帶電粒子會被地球磁場捕獲，然後引導到地球兩極上空，從而摩擦，產生極光。

冰島極光

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    地球上的火山爆發和地震都是由於地核是由熔融狀態的巖漿構成的，所以說除了地殼和地幔這個堅硬的外殼，地核內部是一個液體流動的狀態。雖然我們沒有辦法深入地下去探索神秘的地核，但是我們從地球上的火山噴發可以發現，我們地球的地核應該是一個溫度非常的高的充滿熔巖的世界。
  • 為什麼地球有45億歲了，地核卻只有10億年的歷史呢？
    在我們的意識中，地核就是地球的本體，它們應該是在同一時期形成的。很難想像一個沒有地核的地球是什麼樣子的。今天讓我們一起來探討這個看起來有點奇怪的話題，為什麼地球已經45億歲了，但是地核卻只有10億年的歷史呢？
  • 為什麼地球有45億歲了,地核卻只有10億年的歷史呢?
    地球的內核就是我們地球最內部最核心的物質，對地核的劃分也有內核和外核的差別。一般認為地球的外核是能夠緩慢流動的液態，內核就是堅硬的核心。因此，我們可以將現在地球的構造想像成一層蛋糕，有著固態的外殼、又熱又粘的地幔、液態的外核和固態的內核。
  • 地球冷知識,人類無法觸碰的地核,地球居然比太陽熱?
    地核位於地球核心的部分，距離你腳下2890公裡的地方，就是地核的邊界，它的半徑約有3470公裡，主要成分是鐵元素和鎳元素，這是一臺自帶電池的發動機，它是驅動地球的動力。冷知識三：磁場實驗比如你想辦法，生成兩個「大大的電波」簡稱……你分別從地球南北、和東西的方向，用兩個你剛才生成的大波穿越地球，然後你會發現，大波從南北穿越地球的速度，要明顯大於東西穿越的速度。然後你證明了地球磁場的存在。冷知識四：地球是怎麼樣實現自發電的？
  • 地球磁場有什麼用?
    當然，地球中心是高溫狀態並沒有磁鐵棒，而是通過外核的電子隨地球自轉的電流效應（近似於電生磁）產生磁場的。地球的磁性，是地球內部的物理性質之一。地球是一個大磁體，在其周圍形成磁場，即表現出磁力作用的空間，稱作地磁場。它和一個置於地心的磁偶極子的磁場很近似，這是地磁場的最基本特性。
  • 為什麼地核會這麼熱? 地球內部為啥那麼熱
    地殼內部的溫度有4000~6800℃，它之所以這麼熱，是由於以下熱源產生的熱量：1、放射性元素衰變產生的熱量。2、摩擦加熱，由密度較大的核心物質下沉到地心引起的。3、地球形成和膨脹時產生熱量尚未流失。
  • 地球發電機——地核,還年輕著呢!四川大學科學家:我們差點放棄
    最終，通過兩年時間，他們得出了結果——地核的年齡預估在10億到13億年之間——位於此前認為的光譜最低端。這一研究已於本月早些時候發表在美國物理學會的同行評審期刊《物理評論期刊》上。 更重要的是，這一實驗讓研究人員對地核如何傳導熱量以及驅動地球發電機的能源有了更清晰的了解。研究人員說，地球發電機是維持地球磁場的機制。