地球內部鮮為人知，部分結構的溫度其實比太陽表面還要高，人類對地球內部的研究遠遠落後於對外太空的研究，遁地其實比登天還要難。
出品：太空伊卡洛斯
都知道恆星表面熱，太陽這樣的G型主序星表面溫度有5500多攝氏度，就連恆星中的矮矬窮：紅矮星，表面溫度也有3000多攝氏度。但許多人不知道的是，地球內部的溫度可與太陽表面溫度媲美，地核是非常熱、密度極高的結構，處於地幔之下2900公里的位置，整個結構半徑為3485公里。目前最深的勘探鑽就是科拉超深鑽，深度為12公里，與地球幾千公里的半徑而言完全是個皮毛。我們能夠飛到月球，抵達38萬公里外的衛星，我們可以抵達上百億公里外的日球層頂邊緣，但我們對地球內部的探索卻受到限制，只能通過地震波進行觀測。
圖注：閃耀的地核比太陽表面還熱
圖注：恆星中的矮矬窮：紅矮星，表面溫度也沒有地核高
擁有著45億年曆史的地球，在最開始時也只不過是一個熱巖球體，在持續遭受來自放射性物質衰變、太空岩石對它的碰撞後，使得地球內部不斷產生熱量，處於一直被加熱的狀態。這個長達5億年的加熱過程，使熱岩石球的內部溫度達到了1538攝氏度高溫，這個溫度足以熔化鐵，這是地球第一次在核結構上發生的脫變。溫度不夠無法躋身行星行列，那麼核溫度非常關鍵。
躋身行星還需自身熱
當溫度達到1500攝氏度以上的時候，熔融的岩石物質開始了更大範圍的運動，並開始行星級的分化過程。類似於水、空氣以及硅酸鹽等較輕的物質向上運動，最終形成了地幔和地殼，而像鐵這類的重金屬，則是流落到地球的中心成為了核物質。地熱梯度可以對地球內部熱量和壓力進行測量，這個巨大的熔爐就是地核。每加深1公里，地熱梯度則增加25攝氏度。而地核的熱量則來自於放射性元素的衰變、行星結構的剩餘熱量、以及外核所釋放的能量等。
圖注：放射性元素的衰變為地球內部提供了能量
地核是由鐵和鎳等金屬組成的，所以地核又被稱為鐵鎳核心。地質學家發現地核中存在著親鐵元素，雖然這類元素已經完全溶解於鐵之中，但是像金、鉑、鈷這類親鐵元素在富含礦物質的地殼和地幔之中是很少見的，所以它們又被稱之為貴金屬。
地質學家在地核之中還發現了大量的硫元素，這也就解決了地核重量的問題。根據地質學家的猜測，是氧或硅的存在使得地核重量較輕，但現在密度較小的硫元素的出現直接揭曉了這個問題的答案。眾所周知，地球中溫度最高的地方就是地核，但是我們並沒有辦法知道它的準確值，只能判斷它的溫度是在4400攝氏度到6000攝氏度的範圍之間。內部的壓力、地球的自轉以及地核的成分結構等因素，都會對地核溫度產生影響。地核分為外核以及內核，外核與地幔接軌，而隔開外核和內核的結構稱為布倫間斷。
圖注：地球表面與內部的能量循環
地核是個“大熔爐”
外核的主要組成部分是液態鐵和鎳，它的溫度在4500-5500攝氏度範圍內，其厚度為2200公里。由於液態鐵的粘性較低，比較容易發生變形和易碎等現象，使得外核能夠產生對流。這也就使外核成為產生和維持地球磁場的所在地。事實上，地核中最熱的部分是布倫間斷，它的溫度高達6000攝氏度，可與太陽表面的溫度相媲美。內核是一個大部分由鐵組成的熱球。半徑為1220公里，有著360萬的大氣壓，其溫度也是遠超鐵的熔點，達到5200攝氏度。但出乎意料的是，它並不是液態或者熔融的。因為內部的強烈大氣壓阻止了鐵的熔化，使得內核並不是液態的，內核應該是表現為固態的等離子體。
圖注：這個模擬圖清楚說明了地核的位置
液態的外核將內核與其他地方隔離開來，這種全面的隔離導致內核有異常的行為：它的自轉速度快於地球本身。每過1000年，它就可以比地球多完成一次自轉。科學家認為，內核鐵晶體的南北方向排列方式，是產生速度差異的重要因素，它的排列方式關係使得它的地震波是在兩極之間傳播的，而地震波在兩極中的傳播速度快於赤道之間的傳播。
圖注：地核的自轉和地球自轉是不同步的
冷卻需要910億年
內核在地球冷卻的過程中，會隨著液態外核的凝固和結晶慢慢增長，增長的速度為平均每年一毫米。受到地幔的影響，內核的增長並不是均勻的。內核增長最快的是俯衝帶至從岩圈滑入地幔的板塊構造附近開始，它們在吸收內核的熱量的同時，會使附近區域溫度逐漸冷卻實現凝結，從而增長速度較快。增長最慢的位置則是在“超羽流”附近，這些地幔會使岩石中的火上活動產生影響，並使它們加速成為液態外核。
值得一提的是，鐵的凍結點在1000攝氏度以上，所以地核永遠不會凍結。至於結晶，這是一個時刻受到放射性衰變影響的緩慢過程，它至少需要910億年的時間才能完成這個過程，而我們的太陽早在50億年後就已經燃燒完了。內核同樣有著東西半球之分，兩個半球都具有晶體結構，但融化是不平衡的狀態。
圖注：要讓地球冷卻，變成一顆冰冷的行星，這個過程需要910億年
看起來西半球的結晶速度更快，而且在地核東半球的內部中還存在著融化的現象。地質科學家發現在地核內核中間還有著一個內部。而在這個最內在的內部之間，它的特徵不與內核相同，而是與外核相似。地質科學家推斷，產生這種差異的原因與5億年前的地質變化有關。在5億年前，鐵晶體結構的排列方式應該是東西方向的，而不是現在的南北方向，是地球誕生之後數億年的地質活動導致了這種變化。
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