地球内核不应该在技术上存在

2017-11-14 08:03:51

有一天,大约10亿年前,地球内核的增长突飞猛进由于温度降低,我们行星中心的液态金属熔化球迅速结晶,向外稳定地向外生长,直到它达到了今天延伸到大约760英里(1,220公里)的直径无论如何,这是内核创作的传统故事但根据本周在线发表在地球与行星科学快报上的一篇新论文,这个故事是不可能的在论文中,研究人员认为,地球核心形成的标准模型缺少关于金属如何结晶的关键细节:在核心压力下极难实现的强制性大幅度温度下降 [6地球核心的愿景]研究人员说,奇怪的是,一旦你解释了这个缺失的细节,科学似乎暗示地球的内核根本不存在俄罗斯凯斯西储大学地球,环境和行星科学教授史蒂文·豪克在一份声明中说:“包括我们在内的所有人似乎都错过了这个大问题”也就是说,他们错过了“金属不会立即开始结晶,除非有什么东西可以降低能量障碍”在化学中,这种额外的能量被称为成核屏障:化合物明显改变其热力学相位的点例如,液态水在熟悉的32华氏度(0摄氏度)下冻结成固体如果你曾经在家里制作冰块,你知道即使储存在冰点的水也需要几个小时才能完全结晶为了加快该过程,您需要将水暴露在相当温度较低的温度下(这称为“过冷”)或将其暴露在已经固化的冰块中以降低成核屏障,从而减少所需的冷却量研究人员表示,对于单个冰块来说,过冷却很容易实现,但对于地球巨大的内核来说,事情变得有点棘手 “在核心的压力下,它必须冷却1000度开尔文[726摄氏度或1,340华氏度]或更低于熔化温度,以便从纯液体中自发结晶,”Hauck告诉Live Science “而且这需要大量冷却,特别是从目前开始,科学界认为地球可能每十亿年大约100度K冷却”根据这个模型,“内核根本不应该存在,因为它不可能在这种程度上过度冷却,”研究作者Jim Van Orman,也是Case Western的地球,环境和行星科学教授,告诉Live科学他说,熔化的内核的成核屏障必须以其他方式降低 - 但是如何在他们的论文中,研究人员提出了一种可能性:也许是大量的固体金属合金从地幔中掉落并投入液体核心就像冰块落入一杯缓慢冷冻的水中一样,这块坚固的金属块可以降低核心的成核势垒,足以启动快速结晶但是有一个很大的警告:它必须是一个真正庞大的金属块才能工作 “为了被释放到核心,然后一直到地球的中心一直没有溶解......这个液滴必须在半径约10公里[6.2英里]的数量级,”范奥曼说这意味着直径约为曼哈顿岛的长度凯斯西方研究人员说,虽然他们赞成对传统模型的这种新解释,但他们渴望科学界的成员能够权衡他们自己的理论 “我们已经谈到了什么想法难以置信,我们已经提出了一个可能合理的想法,”豪克说 “如果它以这种方式发生,那么可能通过地震研究可以发现该事件的某些特征研究这个星球的最中心部分是关于这些波浪最难接近的,