科学家怎么知道地球的核心是什么?

科学家怎么知道地球的核心是什么?
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地球核心
我们已经探索了地球上绝大部分土地 , 也深入到海洋深处 。 我们还探索了天空 , 甚至还登上了月球 。 然而 , 我们对地球深处的挖掘还未取得什么成就 。 我们所到达的最深处是12.3千米 , 也就是俄罗斯的超深钻孔 , 这是人类通过地球表面向下挖出的最深的洞 。 虽然我们深入地下只有12.3千米 , 但对地球核心深了解不少 。 我们还知道地球核心极其炽热 , 那我们是如何知道这些的呢?
首先 , 我们对地球的核心并不是确切地了解 , 就像我们不知道地球、月球、太阳、宇宙等的精确年龄 。 我们所能做的就是对这些事物进行最好的猜测 , 或者至少是最合理的猜测 。
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科拉超深钻孔
地质学家认为 , 地球的核心主要是由铁水组成的 , 而且非常热 , 这是有原因的 。 那么 , 地质学家如何做出这样的猜测呢?
通过研究地震
我们了解地球核心的主要方法之一是研究地震 , 强大的地震冲击波会穿过并摇晃整个地球表面 。 想象一下 , 当你手里拿着一块石头的时候 , 有人用锤子敲打它 。 锤子在岩石的远端敲击和锤子在你的手旁边敲击时 , 你的感觉是不一样的 。 你可以记录下锤子在敲击手里岩石各个部位时的不同感受 。
你也可以用其他材料做同样的实验 , 比如充气的篮球 , 一桶水 , 一瓶番茄酱等等 , 来了解当锤子敲击不同物体时的震感 。
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地球内部
地震发生的情况和上述大致相同 。 它不仅仅会在表面传播振动(地震波) , 还会经过地球内部 。 这些波因穿过的物质不同 , 传播的速度也会不一样 。 我们在全球各地都建有监听站 , 它们可以感知并记录这些振动 。
基于所得数据 , 科学家可以推断出地球内部拥有的物质 。 现在 , 科学家已经了解了地震波的速度 , 可以将它们与熟悉的物质相匹配 , 然后对地球内部的构造做出最好的猜测 。
科学家怎么知道地球的核心是什么?
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科学家怎么知道地球的核心是什么?】地球核心组成
地球的密度
另一种方法是通过记录和计算地球的密度来判断地球内部的构成 。 地球的平均密度大约是每立方厘米5.5克 , 岩石的密度大约每立方厘米3克 。 那么 , 这就得假设地球的核心必须由密度大得多的物质组成 。 除此之外 , 我们还知道 , 重金属(如铁)的密度在每立方厘米10克左右 。 这在某种程度上证实了我们关于铁存在于地球中心的假设 。
此外 , 地震波穿过地球中心的速度 , 就像通过铁水时的速度一样 。 因此 , 基于太阳系中的金属丰度 , 科学家推测出 , 地球核心很可能是由铁和镍组成 。 地球外核心是熔融的铁镍合金 , 厚度为2200公里 , 温度为4000至5500度;而内核心则是固态的铁镍合金 , 厚度为1200公里 , 温度为5500度 。