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地球中心研究发现温度被低估两三倍

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时间:2012-06-02 16:01:13  来源:  

  一些研究人员试图小规模模拟地心条件:例如,将一小块合金放在钻石顶端保持平衡,通过开枪射击用子弹使其瞬间位于高压之下。其他一些则依靠复杂的计算机模型。大家都引用了加州理工学院的行星科学家大卫•J•斯蒂文森2003年发表在自然杂志上的一篇著名论文,他诙谐地建议挖一个细长的管子直通到地心,这样就可以放个探测器进去。

  埃希博士叹道,“除非我们有无穷无尽的资源,否则无法办到”。

  通过地面的种种现象,地心透露着它的秘密。由于地心金属的不断旋转,形成了地球磁场,不仅遍布地球内部,还延伸到地球以外几千英里的太空。地球岩石中排列整齐的磁化颗粒表明地心已经至少形成了30-45亿年,否则不会产生这样的结构。

  现在人们还不清楚,地球为什么有颠倒自身磁极的有趣习惯。每经过10万到100万年或者更久,地球的南北磁极就会对调,在那之前往往磁场会变弱。我们目前的北极地区已经保持了近80万年,在过去的一个世纪中,北极磁场已经减少了近10%,这表明或许我们正要面临一次磁极对调。不用担心:即使明天就磁极对调,在大逆转完成之前今天活着的我们就都变成微尘了。

  基于目前研究得出的地心结构还只是初步成果。地球的基本层次依靠万有引力形成,最重的成分,如铁和镍,不断向中心聚集,而轻一些的岩石成分则向外移动。

  一些较轻的成分由于同金属形成了化合物也被一起拉向中心。科学家们正试图通过运用计算机模型分析地震波以推测出这些化合物的构成,包括氧,硫以及其他的一些成分。不同的层次之间有明显的界限——在具有弹力的外层岩石和地心外层的液态金属之间有,在液态金属层和固态内核层之间也有。

  地心体积只占地球的六分之一,质量却占到了三分之一。海量的金属由于地心的热量一直处于液体状态。这里的“液体”不是指岩浆一样的熔融状态,“如果你能带上安全手套将手插入地心外层,金属液体会像水一样流过你的指尖”加利福尼亚大学的地质学家布鲁斯•布菲特如是说。

  布菲特还说:“地心金属液体的黏性非常低,面积非常大,涡流对其流动方式产生很大影响。可以想象一下大气层或者大型喷气飞机产生的气流。”只有在最中心部分,压力的影响胜过温度,金属才固化。

  地心具有很高的原始热量,由于重力作用形成了地球结构,地心被厚厚的岩石层覆盖。具有热量的地球不停地在寒冷的宇宙空间运动,地心也要遵守热力学第二定律,不断地向外界散失其热量。

  热量可以通过两种基础途径传导:直接传导,如同热量在油锅中的传导,或者是对流传导,如同热空气在大气中的上升或者开水壶中的气泡。

  直接热传导在能量传递方面浪费极大——热量移动,而地球本身不动。相反,对流传导的效率高得多。对流产生了地心金属熔水中的翻滚流淌运动,也正因此使地球的内心形成了发电机一样的结构,产生磁场。

  艾尔法博士和他同事们发表在自然杂志中的报告中写到,他们运用大型计算机进行运算,他们的研究基于原子运动规律计算金属和金属合金在假定地心条件下的质量。他们的结论是地心在热传导过程中损失的热量是以往估计的两到三倍,如果是这样,地球内部就没有足够的热量维持内部的对流运动。或许该考虑其他热能产生的可能性,如放射性钾和钍,或者一个快速固化的内核。

  布菲特认为地球表面的水对地球的热平衡也起到一定作用——水使岩层强度稍稍变弱,更易于移动并且更便于参与到活跃平衡的对流交换中。

  水是生命之源,对于我们的星球来说,也是如此。


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