[科普中國(guó)]-外核

外核（Outer nuclear）是地球在固體的內(nèi)核之上并在地幔之下，由液體的鐵和鎳構(gòu)成，厚度大約2200千米（1367英里）。

簡(jiǎn)介外核的上層邊界大約在地殼表面之下大約2900千米（1802英里），內(nèi)核和外核轉(zhuǎn)換的位置大約在地球表面之下5100千米（3169英里）處。

外核的溫度范圍大約從外側(cè)的4400 °向內(nèi)增加至接近內(nèi)核的6100 °C，在外核的鐵鎳流體中的埃迪電流被相信會(huì)影響地球的磁場(chǎng)。外核雖然有著和內(nèi)核一樣的成分，但因?yàn)闆](méi)有足夠的壓力使它成為固體，所以呈現(xiàn)液態(tài)。硫磺和氧也存在于外核中。1

特征外核是指地核的外層。位于地球內(nèi)部2880～4640km之間。其上以古登堡面為界與地幔相鄰，其下以一次級(jí)地震波速間斷面與過(guò)渡層緊接。厚1742km，平均密度約10.5g·cm。地震波吸收系數(shù)很小，溫度已超過(guò)物質(zhì)的熔點(diǎn)，剛性模量為零，故認(rèn)為是由液態(tài)物質(zhì)組成。從近年來(lái)沖擊波超高壓試驗(yàn)結(jié)果分析，依照外核邊界的溫壓條件所得出鐵的密度為11.2g·cm，較外核的密度為大，故認(rèn)為外核物質(zhì)除了液態(tài)鐵、鎳外，可能還含有硅或硫等一些輕元素。1

研究意義地球外核液態(tài)鐵的不斷流動(dòng)造成了地球磁場(chǎng)，決定其流動(dòng)的基本性質(zhì)之一是剪切粘滯度。研究外核液態(tài)鐵的剪切粘滯度對(duì)認(rèn)識(shí)地球磁場(chǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制具有非常重要的意義。地震波和大地測(cè)量研究表明地球內(nèi)部除了剪切衰減外，還具有體積衰減。研究外核液態(tài)鐵的體粘滯度對(duì)認(rèn)識(shí)地球內(nèi)部非彈性性質(zhì)具有重要意義。由于外核所處的溫度和壓力狀態(tài)，現(xiàn)今還無(wú)法從實(shí)驗(yàn)的角度對(duì)外核的粘滯度進(jìn)行測(cè)量，因此必須采用實(shí)際觀測(cè)和理論模擬計(jì)算相結(jié)合的方法。在剪切粘滯度方面，理論計(jì)算值位于實(shí)際地球觀測(cè)值區(qū)間的下限。在體粘滯度方面，理論計(jì)算與實(shí)際地球觀測(cè)之間均存在巨大的差別。這一巨大差異的解決將加深人們對(duì)地球內(nèi)部非彈性性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。2

理論證明核幔邊界作為固態(tài)地幔和液態(tài)外核的分界面，是地球深部最重要的間斷面，界面兩側(cè)地震波速度和密度存在顯著差異。研究表明，該界面上部的D層存在較強(qiáng)的不均勻性和各向異性。有研究人員利用地震學(xué)的方法，發(fā)現(xiàn)某些區(qū)域D層下部存在有超低速區(qū)；近來(lái)更有某些學(xué)者提出外核頂部某些區(qū)域可能存在一個(gè)剛性（固體）薄層，其剪切波速度約為1km/s，并認(rèn)為形成該層的物理機(jī)制是在外核冷卻過(guò)程中，物質(zhì)分異產(chǎn)生輕元素聚集在外核頂部從而發(fā)生固結(jié)。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學(xué)