人类从未抵达的地球核心长啥样?(2)

　　那里是地球大部分质量所在的地方，那里也必然是大部分的铁所聚集的地方。在正常条件下，铁是一种密度相对较大的元素，而在地核的巨大压力条件下，铁甚至还会在高压下遭受挤压并形成密度更高的形态，因此如果将地核的因素考虑在内，便可以解释地球表面全部的铁元素缺失之谜。

　　铁的沉降

　　但这里似乎还有一个问题。那些沉降到地核里的铁是如何实现这种沉降的?毫无疑问，铁元素受到了重力影响，从而向着地球内部中心沉降。但一开始人们还难以描述这一过程是如何具体实现的。

　　地球的其他部分的主体成分是被称作“硅酸盐”的岩石物质，而呈现熔融状态的铁必须想办法穿过这些硅酸盐，从而抵达地核。总体来看，这就有点像是放在油腻表面上的水，铁同样形成了较小的“液滴”——它们相互聚集，形成局部性的小型富集区，而不是向周围扩散和流动。

　　2013年，美国斯坦福大学的毛礼文和她的同事们找到了一个可能的答案。她们想要弄清，当铁与硅酸盐一同暴露于极端压力环境时将会发生什么——而这正是地球深部的环境条件。

　　通过使用金刚石设备挤压的方式产生极端压力条件，她们可以发现可以让熔融状态的铁穿过硅酸盐物质。毛礼文表示：“压力实际上改变了铁与硅酸盐之间相互作用的性质。在极端高压下，一种‘熔融网络’形成了。”这一发现暗示铁元素很有可能是在数以百万年计的漫长时间里缓慢地通过这种挤压方式逐渐穿过地球上厚厚的岩层并最终抵达地核区域的。

　　地震学研究

　　现在，你可能会开始好奇我们究竟是如何得知地核的大小的。科学家们根据什么判断地核是从我们脚底下大约3000公里开始的?对此，答案只需要一个词：地震学。

　　当地震发生时，地震波会穿过地球内部。地震学家会记录这些波的地球内部的传播情况。这就有点像是我们使用一个超级大锤子狠狠敲击了地球的一端并趴在另一端聆听产生的声音。雷德费恩表示：“1960年代在智利发生了一次强烈地震，那次地震中得到了大量数据。分布在全球各地的地震台都接收到了那场地震产生的地震波。”

　　根据地震波在地球内部的传播路径与其他特征，我们从地球的另一端“倾听”时所能听到的“声音”也将是不同的。在地震学研究的初期科学家们便意识到地震波中有某些震动似乎缺失了。当地球的一侧发生地震时，科学家们在另一侧未能监测到一种被称为“横波”，也即S波信号的抵达。原因很简单。这种横波只能在固态物质内传播而无法穿过液态物质。

　　很显然，横波在传播的过程中必定在地核区域遭遇到了液态区域。通过对S波传播路径的分析，科学家们判定在地下大约3000公里处，物质呈现为液态。这就表明整个地核都是处于熔融状态的。但很快，地震学家们又有了另外的发现。在1930年代，一名名叫英奇雷曼的女性地震学家发现，地震波中的另外一种波，即纵波(P波)出人意料的穿越了地球内核并且可以在地球的另一端监测到其信号。她于是提出了一个让人大吃一惊的崭新理论：地球内核分为两层。从地下大约5000公里开始的内核是固态的，而其外部直到3000公里深度上的外核才是液态的。