地核是地球內(nèi)部的最內(nèi)層,位于地殼和地幔之下,它由熾熱的巖石和金屬組成,因此是地球最熱的一個(gè)部分,同時(shí)也是地球的熱源之一。然而正是這樣一個(gè)重要的熱源,有科學(xué)家表示,地核的溫度不斷降低,并且降低速度越來越快。
地核的外核和內(nèi)核
地球的地核分為外核和內(nèi)核兩部分,外核是由液態(tài)鐵和少量其他元素組成的,溫度最低4400攝氏度,最高近6000攝氏度。這一部分是地球內(nèi)部的液態(tài)層,同時(shí)也是地磁場(chǎng)產(chǎn)生的關(guān)鍵。所謂地磁場(chǎng)是地球周圍的一種磁場(chǎng),它被地球內(nèi)部的活動(dòng)控制著。
地球的地磁場(chǎng)是由地核和地幔中的熔融物質(zhì)共同產(chǎn)生的,它受到地球的自轉(zhuǎn)和對(duì)流運(yùn)動(dòng)的影響。我們可以這樣理解,地球的外核中存在液態(tài)鐵,這導(dǎo)致了電流的產(chǎn)生,而地球的自轉(zhuǎn)使得這些電流產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),從而形成了復(fù)雜的電流系統(tǒng),進(jìn)而產(chǎn)生地磁場(chǎng)。
地核內(nèi)核由固態(tài)鐵和少量鎳、硫等元素構(gòu)成。內(nèi)核的溫度比外核要高一些,最低達(dá)到5700攝氏度,最高可達(dá)6500攝氏度。雖然溫度極高,但由于內(nèi)核承受著極高的壓力,因此能夠保持固態(tài)狀態(tài)。地核的存在對(duì)地球的穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)過程起著重要作用。
地核是地球內(nèi)部的最內(nèi)層,它由高密度的鐵構(gòu)成所以質(zhì)量較大,因此它的存在使得地球具有一定的質(zhì)量和體積,能夠“壓”住地球,并保持地球的形狀和穩(wěn)定性。另外,地核還影響著地球的地質(zhì)變化和能量循環(huán)。
地核的重要性
地核是地球內(nèi)部復(fù)雜而精彩的一部分,對(duì)地球的演化和生命的存在具有重要意義。地核的熱量是地球內(nèi)部的主要熱源之一,其發(fā)熱原理可以簡(jiǎn)單地被理解為地核通過核反應(yīng)和放射性衰變不斷釋放出巨大的熱量,這種熱量驅(qū)動(dòng)了地球的熱對(duì)流和板塊構(gòu)造。
這個(gè)過程也使得地球表面保持相對(duì)穩(wěn)定的溫度范圍,有利于維持地球上的生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。地核的運(yùn)動(dòng)和外核中的對(duì)流運(yùn)動(dòng)也幫助產(chǎn)生了地磁場(chǎng),地磁場(chǎng)則對(duì)地球上的生物具有重要的保護(hù)作用,地球上的生物主要靠它抵擋來自太陽(yáng)風(fēng)暴和宇宙射線的帶電粒子。
地核也影響著地震和火山活動(dòng),比如地震,它是由地殼板塊的運(yùn)動(dòng)引起的,而正是地核的熱量驅(qū)動(dòng)了地幔的熱對(duì)流和地殼板塊的運(yùn)動(dòng)。因此研究地核很有助于人類理解地震和火山的活動(dòng)機(jī)制,從而提高地震預(yù)警和火山監(jiān)測(cè)的能力。
地核如此重要,也因?yàn)樗绱酥匾,?dāng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它變冷速度加快的時(shí)候才會(huì)掀起軒然大波。地核變冷將對(duì)地球和地球上的生物產(chǎn)生重大影響,地核的熱量維持著地球的熱平衡,如果地核變冷,最直接的影響就是地球整體溫度下降和減弱地磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
地球地核真的在變冷嗎?
地球形成以來,地球一直在從地球內(nèi)部深處向地表釋放大量熱量,這些熱量不斷驅(qū)動(dòng)地幔對(duì)流和許多構(gòu)造活動(dòng)。盡管如此,地球的歷史并不是“加熱”的歷史,而是“冷卻”的歷史。
大約45億年前,當(dāng)?shù)厍蜻很年輕時(shí),它的表面是一片有著熾熱巖漿的深海,隨著時(shí)間的推移,它冷卻下來并形成了地殼。這個(gè)冷卻過程并不完全,火山和地震就像是炙熱地球留下的痕跡,地質(zhì)學(xué)家能夠通過火山地震倒推出地球的地質(zhì)構(gòu)造。
因此可以確定的一點(diǎn)就是地球地核確實(shí)在變冷,但它究竟以多快的速度冷卻、何時(shí)結(jié)束冷卻以及冷卻結(jié)果是什么都仍然是謎。尤其是地球的冷卻結(jié)果是什么,這個(gè)問題非常關(guān)鍵,因?yàn)樗梢愿嬖V我們地球?qū)⒆呦蚝畏健⒌厍蚴欠駮?huì)最終變成火星那樣非常不活躍的行星。
回答這個(gè)問題的方法之一是深入研究構(gòu)成地核地幔邊界的礦物,那部分礦物是巖石與熔核相遇的地方,也是決定冷卻速度的關(guān)鍵部分之一?茖W(xué)家研究后發(fā)現(xiàn),這部分名叫布氏巖的礦物在此前一直被低估。
布氏巖的顏色通常為暗灰色到黑色,有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出紅色或綠色的斑點(diǎn)。它的質(zhì)地堅(jiān)硬而致密,常常具有光滑的表面,由于布氏巖的化學(xué)和物理性質(zhì)穩(wěn)定,因此在地球表面的風(fēng)化和侵蝕過程中相對(duì)持久,同時(shí)也是非常寶貴的地球歷史“一手資料”。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),布氏巖有著很強(qiáng)的導(dǎo)熱作用,而且其導(dǎo)熱功能比人們預(yù)期的要高得多,比預(yù)期高出了近兩倍,這意味著地核熱量傳遞到地幔并逐漸冷卻的全過程,也要比預(yù)期的高出近兩倍,地球地核的冷卻速度也將越變?cè)娇臁?/p>