
《好奇宝宝》(Curious Kids)是一个面向所有年龄段的孩子的系列期刊,在《博客天下》(The Conversation)中,专家会回答孩子们的问题。我们欢迎所有的提问:文章结尾处有详细说明。
如果地核不再呈熔融状态,世界会变成什么样?——阿米莉亚,13岁,英国德文郡
谢谢阿米莉亚,这是个很好的问题。地核的冷却速度非常缓慢。但当有一天,地核完全冷却并变成固体时,这将对整个地球产生巨大的影响。科学家们认为,如果发生这种情况,地球可能会变得有点像火星,大气层非常稀薄,不再有火山和地震,然后生物将难以生存,但这种情况不会在几十亿年内发生。
现在的地球,核心并非完全融化。内地核是一个实心铁球,而外地核是由几千公里厚的铁水构成的。
科学家们之所以知道这一点,是因为地震所产生的冲击波可以在地球的另一端被记录下来——如果内地核也熔融了,我们就不可能记录下另一端的冲击波。
大约45亿年前,地球刚形成时,整个地核都是熔融的。在这之后,地球逐渐冷却,热量消散到太空中。冷却的过程中,固体内地核逐渐形成,其体积也在不断增加。
但是这个过程非常缓慢:内地核每年只生长大约1毫米,因为在地球的热内核和冷表面之间有一层岩石地幔,它减缓了地核冷却的速度——这和外套可以帮你御寒是一个道理。
地球的缓慢冷却导致外地核的铁水快速流动和旋转,热量被输送到地幔,,并形成了地球磁场。磁场就像远处的一块磁铁,虽然肉眼观察不到,但它在我们的星球上发挥着非常重要的作用。
地球磁场能保护地表生命免受来自太阳的有害粒子的伤害,能保持地球大气层的稳定,还帮助动物辨别方向。
从地核逸出的热量也使物质在不同地层中移动——从岩石地幔到我们所生活的地球表面的坚硬板块。
这种运动能引起地表板块的相互碰撞,从而形成地震和火山。这就是为什么生活在两个板块交汇的地方,比如尼泊尔或日本,会非常危险的原因。
很久之后,当熔化的地核冷却变成固体时,地球磁场将消失。
如果磁场消失,指南针将停止指向北方,迁徙的鸟类将不知飞向何处,地球的大气层也将消失。人类和其他生命将难以在地球上生存。
当地球完全冷却后,地幔中的运动最终也会停止。那时,地表的板块将不再移动,地震和火山爆发也会减少。
你可能认为这对人类是好事,尤其对于那些生活在东京这类地方的人。但你要知道,火山爆发能够为农业生产提供肥沃的土壤,并且产生了我们呼吸所需要的气体。
毕竟,地球和火星有些相似。在火星表面,科学家们看到了火山和板块移动的有关特征。但它们不会再移动了,因为这里没有磁场,只有稀薄的大气层。
我们不知道火星的核心是否仍然是熔融态,但是最近一个名为InSight的机器人将登陆火星帮助我们找到答案!
不过现在,你不必担心地核会失去所有的热量从而变成固体,因为地幔包裹着它,帮助它保持温暖。
作者简介:Paula Koelemeijer是英国皇家学会大学研究员,伦敦大学学院研究人员。
翻译:孙雨漠
审校:马晓彤