在地球的中間,地核可分為兩部門,外核是液態的鐵水,它包裹著冥王星巨細的固體鐵球內核,這是一個困擾了幾代科學家的謎題。固然地球最中間的溫度最高可達6000度,比太陽概況還要熱一些,但那邊倒是固態的,這怎么可能呢?
在地心的固體鐵塊中,原子擺列在晶體布局中。這些布局看起來分歧,組成取決于溫度和壓強。在正常的溫度和年夜氣壓力下,鐵呈現為體心立方聚積布局,經典的立方體外形有八個極點和一個中間點,每個點包含一個鐵原子。然而,在極高的壓力下,鐵的布局釀成了六方密聚積布局,每個點都被別的12個點包抄,這是金屬晶體的最密聚積體例。

鐵的晶體布局
地球焦點的壓力極其高,達到了地球概況年夜氣壓的350萬倍。良多科學家認為,在這種高壓下,鐵晶體味在那邊形當作六方密聚積布局,體心立方聚積布局在這種情況下底子不成能存在。但在2017年2月頒發的一項研究中,瑞典斯德哥爾摩皇家理工學院的科學家對收集到的地球內部的數據進行了闡發,得出了一個驚人的結論。
研究人員利用一臺年夜型超等計較機闡發了年夜量數據,成果發現,地球固態焦點的鐵呈現為體心立方聚積布局,這要歸功于不成能的極端前提。在正常的溫度下,這種體心立方聚積布局是不不變的,它的原子“平面”很輕易滑出布局當作為液態。但在地核的極端情況中,原子移動得極其快,極其接近,以至于它們無處可去。就像在擁擠的地鐵車廂里的乘客一樣,他們只是換了位置,但連結了本來的外形。

該研究合著者Anatoly Belonoshko暗示,這些平面的滑動有點像洗牌中的紙牌。即使牌被放在分歧的位置,但仍然是一副牌。同樣地,體心立方聚積的鐵保留了它的立方布局。
這能完美地詮釋了為什么地球的焦點是固態的,也詮釋了為什么地動波在地球南北極之間傳布的速度要比赤道快。鐵原子在某個立方體布局中的活動體例半斤八兩于給鐵增添了“紋理”,就像木頭有紋理一樣,這能給它一個優先的偏向。領會關于地球內部的組成,可以幫忙我們對將來地球可能發生的重年夜工作做出精確的展望。
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