地球為何有個液態外核？而內核又是固態？為什麼裡面先冷卻

更準確的說，地球有一個固態內核和液體外核，然後才是下地幔，這裡就有兩個問題：我們沒打穿地球，我們是如何知道地核的構成的。

首頁 科技論 地球為何有個液態外核？而內核又是固態？為什麼裡面先冷卻 2020-07-27  科技論 原標題：地球為何有個液態外核？而內核又是固態？為什麼裡面先冷卻 更準確的說，地球有一個固態內核和液體外核，然後才是下地幔，這裡就有兩個問題：我們沒打穿地球，我們是如何知道地核的構成的？還有再整個核心中為何內核先冷卻了，而外核還是液態？正好與我們的常識相反。

今天我們就解決這兩個問題。

我們先來看看地球的地質分層是如何形成的？ 看看上圖，我們的地球家園，你會發現超過70%的表面被水覆蓋。

我們現在都知道這是為什麼，因為地球水多唄！而且水的密度小，海洋就漂浮在岩石和泥土之上，構成了我們所知的地球表面構造。

其實這就是我們常說的浮力的概念：密度越小的物體上升到密度越大的物體之上，而密度越大的物體則下沉到水底，浮力概念不僅僅可以來解釋水所表現的上升和下降。

同樣的原理也可以解釋地球整個的地質分層！例如：為什麼氦氣球從大氣中升起，為什麼大氣在海洋之上，為什麼冰可以漂浮在海面，石頭可以沉入海底，而海洋又在陸地之上等等....！看下圖：圖片文子其實已經簡單的說了，我們是如何給地球分層的，後面我們還會講到！ 下圖說明：地球上密度最小的部分是大氣，漂浮在海洋之上，海洋又漂浮在地殼之上，地殼位於密度更大的地幔之上，地幔本身無法下沉到地球密度最大的部分:地核，其實就是密度最大的物質在不停的沉降！ 現在我們應該能想到地球最穩定的狀態是什麼？應該就像一個洋蔥那樣一層一層的，最密集的元素都在地球的中心，由內到外的每一層逐漸由密度較小的元素組成。

事實上，地球上發生的每一次地震實際上都是地球向理想狀態再不停的邁進。

以上的說法不僅解釋了地球的結構，還可以解釋所有行星的結構。

那麼構成地球最初的元素是從哪裡來的 在宇宙非常年輕的時候，也就幾分鐘的時間吧！當時的宇宙幾乎只有氫和少量的氦。

所有較重的元素都是在後來形成的恆星中產生的，只有當這些恆星死亡時，它所加工的重元素會被重新拋回到宇宙中，從而形成新一代的恆星。

但是這一次，所有新元素的混合物，不僅僅是氫和氦，還有碳、氮、氧、矽、鎂、硫、鐵等等，不僅形成了新的恆星，而且形成了圍繞恆星的原行星盤。

新形成的恆星會優先將較輕的元素推到太陽系的外部，而引力和物質分布的不均勻則會導致行星盤不穩定，局部在引力作用下坍縮並形成行星。

就以我們太陽係為例，太陽系最深處的四顆行星是太陽系中密度最大的四顆行星，其中水星由密度最大的元素組成。

但是外行星，由於質量更大，離太陽更遠，因此受到的輻射更少，它們能捕獲大量的輕元素，並形成氣態巨星。

這些星球中的每一個，都和地球一樣，總體上最密集的元素都集中在核心，較輕的元素在核心周圍逐漸形成密度越來越小的分層。

鐵是超新星以外的恆星能聚變到最穩定、最重的元素，也是地核中最豐富的元素。

（超新星爆發後會產生少量的重元素，其實是中子星碰撞，我有篇文章專門提到了重元素的產生，可以翻閱下）但令我們覺得奇怪的是，在固體內核和固體地幔之間，有一層2000多公里厚的液體層:地球的外核，而且這個巨大的液體層占地球質量的30%! 這時你可能會想，內核都冷卻了，外核居然沒冷卻，冷卻不應該是從外向內嗎？而且我們又沒有打穿地球，怎麼會知道有液態內核的？下面就說這些問題： 地震產生的地震波是如何告訴我們地球內部的構造的 地震中產生的地震波有兩種： 壓縮波，也就是我們所知的p波，它的工作原理就像脈衝穿過彈簧一樣 二次橫波，被稱為S波，就像海面上的波浪一樣。

世界各地的地震監測站都能有效的探測到P波和s波，上圖中可以看到s波不會穿過液體，而P波雖然穿過液體，但它們會發生折射！ 因此，我們可以知道地球有一個液態的外核，一個固態的外地幔，和一個固態的內核！這就是為什麼地球的核心有最重、密度最大的元素，而我們知道它的外核有一層液體。

但是地球外核為什麼是液態的呢? 和所有其他元素一樣，鐵是固體、液體、氣體還是「其他」形態取決於鐵的壓力和溫度。

但是，鐵要比我們熟悉的許多元素複雜得多。

鐵可以呈現出多種晶體固相，我們一直深入到地心，那裡的壓強是海平面的幾百萬倍。

對於這樣的超壓，我們就需要知道鐵在超高壓下的相圖！這個科學家其實早就對鐵研究過了，這些都不是我們操心的事！ 這張圖顯示的壓力高達120GPa，重要的是要記住我們的大氣壓只有0.0001GPa，而我們的核心承受著330-360Gpa的壓力！ 在360Gpa的高壓下，鐵的熔化需要極高的溫度，相當於太陽表面的溫度。

然而，相同的溫度，在較低的壓力下，鐵很容易保持液態，而在較高的壓力下，鐵會形成固體。

這對地球的地核意味著什麼? 這意味著，隨著時間的推移，地球冷卻，其內部溫度下降，而其壓力保持不變。

換句話說，當地球最初形成的時候，很可能整個地核都是液態的，但隨著地核持續冷卻，所以地核就從內部開始變為固態！我們都知道固體比液體密度高，體積更小，地球內核的縮小會導致地球會輕微收縮！這又會造成什麼結果呢？ 沒錯，就是地震！所以地球核心的外核是液態的，因為地核溫度足夠高，在外核壓力低的地方就可以熔化鐵。

如果我們展望未來，地球的地核完全冷卻為固態，會發生什麼？已經有前車之鑑了，我看可以看看水星！ 因為水星很小，所以水星核心冷卻的速度很快，並且由於核心的冷卻，水星表面產生了長達數百公里的大裂縫！ 那麼，現在在問：為什麼地球有一個液態內核呢？因為它還沒有完全冷卻！我們所感覺到的每一次地震，都是地球向著理想狀態，內核冷卻又邁進了一步。

不過這個速度很慢很慢，慢到足以把太陽熬成紅巨星！ 文章來源:https://twgreatdaily.com/04Lij3MBd4Bm1__YvEp3.html 貝塔智能攜手北京人定湖公園打造北京首批「全齡友好」公園 2022-02-18 京瓷連續2年榮登CDP「應對氣候變化最高評級A名單」 2022-02-16 Omniverse開啟無限可能助力3D創作如虎添翼 2022-02-15 新規提醒：禮讓行人，行人不走，我不走！直接就扣3分罰款200元！ 2020-08-14 27萬提了輛別克昂科威S，開了5870公里後，車主只想說一句話 2020-08-14 開完別克昂科威S，再換到雪佛蘭開拓者上，差距一目了然 2020-08-14 手握30萬，豐田漢蘭達和福特探險者哪個好？對比後就知道 2020-08-14 開完大眾探岳，再換到別克昂科威，老司機：對比後差距一目了然 2020-08-14 32萬沒要奧迪Q5L卻提了謳歌RDX，2個月後，車主憋一肚子話要說 2020-08-14 240萬提了輛新款賓利添越，開了3250公里，司機一肚子話要說 2020-08-14 豐田卡羅拉和日產軒逸差距有多大？對比後立見高下 2020-08-14 雷克薩斯ES：現代的優雅就要豪華舒適和效率 2020-08-14 如何擁有「經典硬派」越野車：只需要一輛全新吉姆尼 2020-08-14 奔馳烏尼莫克RUTHMANN：最大的賽車運輸卡車 2020-08-14 雷克薩斯RX：低調沉穩的豪華SUV不一定是劣勢 2020-08-14 十萬塊極智SUV有顏又有勁，星途LX廣州首測 2020-08-14 勞動者須知，公司存在這5種扣除員工的工資行為是違法的！ 2020-08-14 為何豪車不怕違章，看完後，感覺其實交警也很難做 2020-08-12 為啥高速不設路燈，是經費問題還是安全考慮？ 2020-08-12 領導是否把你當自己人，看這3點就知道了 2020-08-12 不加班的員工就不是好員工？未必！ 2020-08-12 心理測試：三款旗袍，哪一款最有女人味？測你的顏值巔峰在幾歲 2020-08-04 心理測試：三種腳趾，哪一種最像你？測你一輩子是富貴命還是窮命 2020-08-04 心理測試：三種青菜，吃火鍋必吃哪一種？測你將來有多少存款 2020-08-04