新認知！地核最內部是個鐵球

作為地球上最神秘的地方之一，地球的固體內核處于地球上最極端的溫度和壓力環境中，其壓力超過300萬個大氣壓，溫度接近太陽表面，約5726攝氏度。由于內核遠非人類所能觸及，我們只能從地震產生的地震信號中推斷其密度和化學成分。

澳大利亞國立大學地球物理學家喬安妮·斯蒂芬森曾解釋說：“傳統上，我們被告知地球有四個主要層：地殼、地幔、外核和內核。”

我們對地殼之下的了解主要是從火山爆發及地震波的震動中推斷出來的。從這些間接觀察中，科學家們計算出，溫度超過5000攝氏度的灼熱內核僅占地球總體量的1%。

地球的最內部——地心到底是什么樣？國際學術期刊《自然-通訊》在線發表的一篇論文稱，地球最內核可能是一個位于內層的半徑約650千米的鐵球，且鐵球與地球內核的外層分離。

該論文的標題是《高達五倍的混響波通過地球中心和明顯各向異性的最內層的核心》。該論文的通訊作者和第一作者是澳大利亞國立大學地球科學研究院博士后潘清山，論文的另外一名作者是澳大利亞國立大學地球科學研究院地震學和數學地球物理學系主任、教授赫爾沃耶·特卡爾契奇。

這項目前為止最新的研究或能增進我們對地球形成與演化的理解。長期以來，研究人員一直對這樣一個最內核的存在與否及其大小提出了假說，但這些假說一直存在爭議。由于缺乏靈敏度能達到給地球深層內部采樣的探測器，探測地球最內核的工作一直難有進展。

澳大利亞國立大學地球科學研究院的科學家們此次梳理了當前探測器的數據，測量了地震在地球內部傳播過程中產生的地震能量波的不同。他們首次觀察到了這些波沿著整個地球直徑來回傳播了最多5次。這些波揭示了一個與此前認知不同的存在，其半徑大約為650千米，且與內核的外層分離。研究人員認為，它的內界面或許反映出內核的生長曾發生過快速變化。仍需進一步研究最內核與內核外殼之間過渡的特征，從而更好地理解地球的深層內部和形成史。

英國廣播公司2015年8月發布的一篇文章稱，幾乎可以確定地核主要是由鐵組成的。人們認為地核中大約80%的成分是鐵，盡管精確的數值仍有待確定。鐵是銀河系中最常見的元素之一，同時也普遍存在于隕石之中。但地表的實際含鐵量就比我們想象中要少得多了。所以有理論認為，在45億年前地球形成之時，大量的鐵都沉降到地核中了。

此外，還有一項地心研究值得關注：地球的內部核心可能富含氧氣。

人們普遍認為內核中存在輕質元素，但其類型和含量仍有爭議。宇宙化學和地球化學證據表明，它應該含有硫、硅、碳和氫。實驗和計算也證實，這些元素與純鐵混合，在地球深處的高溫高壓條件下形成各種鐵合金。

然而，與我們密切相關的氧，通常認為被排除在內核之外。這主要是因為在地表或地幔環境中從未發現過富含鐵成分的鐵-氧合金。所有已知的鐵氧化物中的氧含量都大于或等于50個原子百分比。盡管人們一直在試圖合成具有富鐵成分的氧化鐵化合物，但這種物質還從未被發現。地球的內部核心是如此“缺氧”嗎？

科學家通過研究揭示，富含鐵的鐵-氧合金在近3億千帕的極端壓力和超過約2726攝氏度的高溫下是穩定的。該結果證明了氧氣可以存在于固體內核中，這為進一步了解地核的形成過程和演化歷史提供了關鍵的因素。