地球的地核只有10亿岁

网络图片

新研究发现,地球中心的固态内地核仅仅只有10亿岁。

现代地球就像一个夹心蛋糕,最外层是固态的地壳,然后是炽热黏糊糊的地幔,液态的外地核,最后是固态的内地核。随着地核中液态铁逐渐冷却结晶,固态内地核也在缓慢的增大。这一过程有助于增强液态外地核的搅动,生成包裹地球的磁场,保护植物不受有害宇宙射线的侵害。

换句话说,内地核相当重要。

但是我们对这个2442公里宽的铁球的历史知之甚少。我们估计它的年龄范围在5亿年至40多亿年之间,差不多和45亿岁的地球同龄。现如今,研究者用两颗金刚石挤压非常小的一片铁,然后用激光进行照射,最后得出了一个新的估值,10亿至13亿岁——这个时间范围和大约在同时期内出现的可测量到的地球磁场增强相吻合。

“地球在太阳系中是独一无二的,因为有磁场,而且是适宜居住的,”得克萨斯大学的地球学家Jung-fu Lin说,“最终我们的结果可以用于研究太阳系中的其他行星没有磁场的原因。”

地球发电机

地球的磁场是靠科学家口中的“地球发电机”维持的。富含铁的外地核的运动,将整个星球变成了一个巨大的磁铁。因为地球发电机,才有了地球的两极,还形成了一张隐形的磁力盾,偏斜并捕捉来自太阳的带电粒子。如果没有磁场,这些带电粒子会慢慢的剥离地球上的大气层。

内地核的部分运动由热力供能,也就是它的热能源。随着地球核心逐渐冷却,它会由内向外结晶。这一结晶过程释放的能量能够近一步为仍是液态的外地核提供能量。Lin说,结晶化所释放出来的这股能量被称作地球发电机的成分能量源。

Lin和他的团队想要利用实验证据找出这些能量源中每一种的能量。知道了能量的数值,他们就能估算出内地核的年龄。

为了做到这一点,研究者小规模的重现了地核的条件。他们将一片厚度仅为6微米的铁片(差不多和一个红细胞一样长)加热到了2727摄氏度,然后用两块金刚石挤压这个铁片来模仿地核内部的极端压力。然后他们测量了铁片在这些条件下的电导率。

年轻的地核

这个电导率数值能够让研究者计算出可供地球发电机使用的地核热冷却能量。他们发现地球发电机从冷却的地核中会汲取大约10太瓦的能量——占地球通过表面消散到太空中的热能的5分之1多一些。

Lin说,一旦计算出能量损失的数值,研究者就能计算出地球内地核的年龄。得知能量损失率之后,研究者可以计算出从一团熔化的铁水到今天这样大小的一个固体内核用了多久。

Lin说,10亿-13亿岁的这个结果表明地球的地核“其实相对很年轻”。

这次的估值不比其他的估值年轻,比如2016年发表在《自然》杂志上的研究文章,他们利用类似的方法,但是发现地核仅仅只有7000万年。Lin表示新的实验运用了更加可靠的方法来处理地核上产生的压力和温度,那个更年轻的估值就不太可能了。

2015年《自然》杂志上的一篇研究指出,古老的磁石揭示,地球的磁场在15亿年至10亿年前突然增强。Lin说,我们新得出的估值也和这一证据相符,因为内地核的结晶会“强化”磁场。

Lin说,关于热量围绕地核运动的方式还存有疑问。这跟他们测试用的样本不一样,地核不全是铁——其中还含有碳、氢、氧、硅、硫这些较轻的元素。不过这些轻元素的占比是个未知数,所以我们也很难得知它们会如何改变内地核的电导率。这也是Lin和他的团队目前正在研究的。

“我们正在试着弄清,在高压、高温的条件下,这些轻元素的存在会如何影响铁的热传导物质,”Lin说。

来源:livescience

0

更多精彩

最古老的铬钢出现于古波斯

2020年9月27日 子曰君 0

根据UCL领导的一项新研究,铬钢(类似于现代工具钢)最早出现在古波斯,比专家先前所知的要早近一千年。 发表在《考古科学杂志》上的研究论文,参考了许多中世纪的波斯 […]

柯氏喙鲸能憋气3个多小时

2020年9月27日 子曰君 0

你憋气能坚持多久?即便你使出浑身解数,柯氏喙鲸憋气超能力也让你望尘莫及。 这些鲸鱼潜水的深度和时间都超过其他哺乳类动物,但新研究表明它们的漫长潜水甚至比之前认知 […]

随手拍妹子图20.9.27

2020年9月27日 子曰君 0

随手拍妹子图20.9.27 随手拍妹子图20.9.27 随手拍妹子图20.9.27 随手拍妹子图20.9.27 随手拍妹子图20.9.27 随手拍妹子图20.9 […]

随手拍妹子图20.9.27

2020年9月27日 子曰君 0

随手拍妹子图20.9.27 随手拍妹子图20.9.27 随手拍妹子图20.9.27 随手拍妹子图20.9.27 随手拍妹子图20.9.27 随手拍妹子图20.9 […]

外国民间故事

二战中有趣的“邮票战”

2020年9月27日 子曰君 0

1941年底,苏联红军在莫斯科保卫战中取得了伟大胜利,希特勒的“闪电战”计划破产。此时,德国法西斯最高统帅部预感到这将是一场残酷的持久战。党卫军头子希姆莱建议希 […]

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*