我们星球的内部是非常复杂的，分为许多层，关于这些分层的形成和结构还有许多悬而未决的问题。但是新的研究为地球内部结构的演变提供了一些线索。
如果你能深入到地球的中心。你会发现那里的大部分物质仅由三种元素组成，至少你要到达地面3000千米左右以下，这些元素——氧、硅、还有镁（加上一点点的铁），构成了地球“陶瓷样”地幔的90%，绝缘且隔热。地幔中的矿物质构成了地球岩石层的部分。
但如果你再深入一些，事情就突然改变了。大概是在到达地心的中途，你穿过一条分割着岩石地幔与金属核心的分界线，进入核心，在其上方是液态的，到了地球正中的时候则完全变成了固态。其中的化学组成也发生了变化，几乎全部核心都是由铁元素组成。
金属地心与石质地幔的分界处是个极端地带。物理特性上，地球的金属外地核与石质地幔不同，就像海面与海底不同一样。你可以想象一个与之完全相反的世界,一个有风暴，有红色灼热的金属流动的熔化的外地核。就是这流动的金属让地球有了磁场，使我们免于时时刻刻的太阳风暴的攻击，让生命得以繁荣兴旺。
差别如此之大的两个物质分层怎么会最终挨在一起呢？在《自然地球科学》上的一篇论文中，一批由温迪·毛（音）率领的斯坦福大学的科学家们为我们展示了金属铁是如何被挤出深在地壳1000米以下的硅酸盐岩石的。
实验室进行的硅酸盐矿物与铁的混合实验显示，铁在岩石中是一个一个的小块，嵌在矿物的纹理中。这一观察结果使科学家们认为，在地球早期的形成过程中，铁是处于隔离状态的，当硅酸盐地幔的上部完全熔化时，人们认为铁的液滴由地幔的上部滴落到其底部，然后由于重力的作用使其在那里形成挤入构造。这一过程更深的进入到固化的地幔，直至最终形成核心。
毛的工作表明这一模型需要修正，这一团队运用强X射线探查岩石晶体末端的处在极限压力与温度中的样本，他们发现压力深达地幔时，铁熔液开始弄湿硅酸盐矿石表面的纹理。这说明熔化的铁开始汇成河流在地幔中流动，这一过程便是所谓的渗透。更为重要的是这一过程甚至在地幔温度还不足以高到形成岩浆的汪洋时就能发生。
“为了使得渗透的效率更高，需要地面有连续的通道。”毛说。科学家们已经说过这一理论不可能，但是我们现在说的是，在地球现存的我们已知的某些条件下，这是可能的，这又为核心形成增加了一种可能性。
爱丁堡大学的杰弗里·布罗米利对此结果评价到：“这一新数据表明我们不能将核心形成想成一个简单的，单步的事件，核心形成是一个复杂的，多步骤的过程，与随后对地球化学结构的影响的复杂性是相等的。”
毛的数据提出了地球的地核形成是怎样开始的这一重要问题，对此地球科学界的一般观点是研究陨石与小行星的核心有助于帮我们形成对自己星球的这一问题的见解。但布罗米利说：“他们的深层渗透模型暗示早期的核心形成只能在大的星球上发生。结果，核心形成以一种与其他小型星球与行星完全不同的方式改变了地球的化学结构。”
他接着说到：“现在的挑战是找到一种方法来模拟核心形成的不计其数的过程，以此来探明其形成时机与对化学结构的影响，不仅是对地球，还有太阳系内部的石质部分。”
布罗米利与他的同事现正在调查其他因素是否会对地球结构的形成产生影响，像是小行星与其他天体通往太阳系的混沌路径上经历的变形。他的工作增加了些其他的有趣的问题：“我们正在越来越多地观察比地球小的其他天体的金属核心，在天体不足以大到允许在核心形成过程中渗透时，是什么在核心形成时在极深处导致熔化的呢？”
【本文由大轩独家授权中国数字科技馆使用，未经许可请勿转载。商业或非商业使用请联系中国数字科技馆】
京公网安备11010502039775号
