地核是固態還是等離子態,我們是如何得出這個結論的?
地核分為內核和外核,內核為固態,外核為液態。
目前沒有直接驗證的方法:
第一,主要以地球物理方法,即天然地震波傳播方式測量.。
第二,輔以超高溫超高壓實驗模擬。
第三,還有對宇宙中與地球同期形成的隕石的研究。
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因為地震波在地球內部傳播的時候,分為縱波和橫波。其中縱波的傳播速度快,橫波較慢。二者都會在波阻抗不同的地方發生折射和反射,Z(波阻抗)=P(密度)*V(速度)。但其中,橫波是不能在液態和氣態中傳播的,即橫波在遇見液態和固態相,會消失。而與此同時,縱波的速度也會大幅度下降。
通過測算縱波和橫波的速度,以及傳輸的時間,可以計算出地下相應深度的地幔、地殼、地核的相態。
橫波在外核消失,然而在內核中出現。說明外核為液態,內核為固態。
至於更進一步的對地核的組成的估計,目前主要是通過對外太空以及來到地球的原始隕石進行研究。在目前認為地球的起源和太陽系中的其他星體的起源是一致,即與原始的小行星的組成大致相似。
目前進入地球的隕石的核心,多為鐵-鎳核心。所以在進行高溫高壓的實驗的選取鐵鎳元素進行地核模擬。科學家在模擬的時候發現,純鐵-鎳核心的地核的密度還是要比目前地球物理波速所測定的真實的地核的密度大,所以,通過火山噴發等作為輔助證據,猜測,其中還含有一定的S、SI等元素。
直接上比較直觀的圖和圖表吧。
這是一張明顯的地球深度圖和對應的縱波和橫波的變化示意圖。
這是地幔,地核的物質組成以及縱橫波的變化關係。
完。
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