本报特约记者 陈 山

地球内部结构概念图

科学家们普遍承认，人类对地球内部的了解，还远远比不上太空。英国“生活科学”网站26日提出一个有意思的疑问：既然无法深入地下直接测量，科学家是如何确定地核温度的？地球内部蕴藏的巨大热量又具有什么价值？

报道称，大约45亿年前，地球刚形成时是一个处于熔融状态的巨大岩石球。随着时间的推移，铁和镍等更重的元素沉入行星中心，形成了地球的早期地核。

如今地核仍然是地球内部一个极其炽热且致密的球体。它由液态的外核和固态的内核组成：外核起始于地表以下约2900公里，向下延伸约2200公里；内核起始于约5150公里深处，半径约为1220公里。

地球内部处于高温状态是公认的常识，但其中最热的位置在哪里？到底有多热？“生活科学”网站称，通过结合多种技术和测试，科学家估算出地核的温度与太阳表面基本相当：约5000至5500摄氏度。这一温度出现在内外地核边界，这里被认为是地核最热的部分。

令人好奇的是，科学家无法深入地下直接测量，又是如何推算出地核温度的？报道称，这一温度数值的确不是直接测量所得，而是基于科学家对地核成分的实验和理论推测得出的。通过在高压下对不同成分的铁合金进行实验室测量、对陨石成分展开分析以及研究地震波在地球内部传播时如何折射，科学家最终确定地心主要由铁（约占85%）与镍及其他较轻元素组成；外核为液态，内核为固态。

在此基础上，科学家确认地球外核主要由液态铁组成，该区域的温度必须高于铁的熔点。在地球表面，纯铁的熔点是1538摄氏度。但美国加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的矿物物理学家昆汀·威廉姆斯表示，在地表测量所得的铁熔点并未考虑地球深处的巨大压力。压力升高会提高大多数物质的熔点，这也解释了为什么内核虽然极热，却因高压而保持固态。

为了确定在极端压力下铁的熔化温度，科学家进行了大量模拟实验。例如将一小块铁置于金刚石压砧之间施加高压，同时用激光将其加热到极高温环境；或者用能产生冲击波的射线轰击铁样品，以模拟极高压强环境。通过这些实验，研究人员将结果绘制成表，并推算内外地核边界处的压力条件，从而得出约5000至5500摄氏度的估算范围。

科学家揭示了地球独特的历史：当代理论认为，在原始地球形成过程中，可能遭到一个火星大小的天体撞击，向地球内部注入了大量热量。

报道称，确定地球内部蕴藏的巨大热量有丰富的科研价值，炽热的地核促成了地球孕育生命。与太阳系其他行星相比，地球内部保留了大量原始热量，因此地球拥有板块构造等特性——板块运动移动地表碎片，带来营养物质，创造多样的栖息地，让生命得以演化和繁盛。部分为液态的铁核心还产生了地球磁场，保护行星及其上的生命免受危险的太阳风侵袭。