铁之心——地核的形成

在儒勒·凡尔纳的经典小说《地心游记》中，地质学家维克多·黎登布洛克勇敢地从冰岛的斯奈菲尔火山口踏入未知的地底世界，经历了漫长的三个月，穿越地球的内部，最终从意大利的斯特伦博利火山口返回地表。

 

在大碰撞之后，地球又被岩浆海所淹没。天空中的碎片逐渐汇聚形成月球；而在地球的内部，一个重大的变化正在发生。让我们再次踏上这段惊险刺激的地心之旅，共同目睹地核的形成，见证地球的奇迹。

 

一、多层的地球

 

1906年，英国地震学家理查德·D.奥尔德姆通过观测地震波穿过地球的方式，确证了地核的存在。随后的1936年，丹麦科学家英格·莱曼提出了液态地核内部还存在一个固态内核的理论。

 

现如今，我们对地球的内部结构有了更加清晰的认识。地球被认为具有圈层结构，主要由地壳、地幔和地核组成。地壳是最薄的部分，分布在大陆和海洋之上。洋壳的厚度约为7km，主要由玄武岩构成；陆壳的平均厚度约为40km，由火成岩和变质岩等低密度岩石组成，并覆盖着沉积岩。地幔分为上地幔和下地幔，位于莫霍面和古登堡面之间，厚度约为2880km，占据地球体积的约83%。地核主要由铁和镍等物质组成，外核的压力约为136GPa，内核的压力约为360GPa，高压阻止了内核物质的熔化。

 

将地球比作一颗桃子的话，桃核的大小与地核成正比，果肉的比例则相当于地幔的体积，而绒毛表皮的厚度则对应地壳的厚度。

 

地球的圈层结构

 

二、地核的发育

 

在地球形成初期，物质以均匀的方式混合在沸腾的岩浆中，形成了一个由铁和硅酸盐矿物均匀混合而成的球体。根据目前的认识，地球内部的物质在不到3000万年的时间内发生了分异，密度较高的物质（如铁）熔融并向地球中心下沉，迅速形成了地核。这意味着地核的形成时间与地球的年龄相近。然而，人类对地核的了解仍然非常有限，因为我们最接近地核的位置只在俄罗斯科拉半岛地下12km 处。因此，地核的成因仍然是一个科学上的谜团，我们对它的认知还存在很多未知。

 

三、动力来源

 

地核非常热，锁住了原始行星撞击带来的热量和物质分异导致位能降低释放的热量。这些热能推动了地球这颗生命星球的运转。随着地幔热对流的发生，地壳开始移动并发生汇聚和分离，引起了火山活动和地震。因此，地核的出现标志着地球“自主意识”的诞生，从此开启了地球地质演化的时代，并为孕育生命埋下伏笔。

 

地核的“造血活动”

 

知识窗：莫霍面

 

1909年南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇在研究萨布拉地区的一次地震时发现的地下33千米处地震波的波速发生了明显变化，这一界面具有全球性，被称为莫霍面，用作地壳和地幔的分界。在加拿大纽芬兰格罗斯莫恩国家地质公园出露了这一界面。

 

加拿大纽芬兰格罗斯莫恩国家地质公园暴露的莫霍面

 

---

 

编辑：郭俊丽

校对：张   凡

审核：梁   忠

免责声明：本文为转载，文中观点仅供地学爱好者参考，不代表本网站观点和立场。