挑战核心信念:我们是否误解了地球的固体中心是如何形成的?
科学家在新论文中质疑长期以来的理解。
人们普遍认为，地球的内核大约是在10亿年前形成的，那时一个固态的、超高温的铁块在地球中心的一个4200英里宽的液态金属球内开始结晶。
一个问题是:这是不可能的——或者，至少，从来都不容易解释——根据一篇发表在《地球和行星科学》上的论文，来自一组来自西储大学的科学家。
博士后学生Ludovic Huguet的研究团队;地球、环境和行星科学教授詹姆斯·范·奥曼和史蒂芬·哈萨克二世;材料科学和工程学教授马修·威尔拉德把这个谜团称为“核心的核悖论”。
这个悖论是这样的:科学家已经知道了80多年来，一个结晶的内核存在。但是，西方国家储备小组断言，这种被广泛接受的观点忽略了一个关键的点——一旦加入，就会表明内在核心不应该存在。
核心矛盾
原因如下:众所周知，材料必须处于或低于其冻结温度的固态，但事实证明，从液体中制造出第一个晶体需要额外的能量。这种额外的能量——成核的屏障——是迄今为止地球最深层的内部模型所不包括的成分。
然而，为了克服核障碍并开始凝固，液体必须在冰点以下冷却，科学家称之为“超级冷却”。
或者，不同的东西必须被添加到核心的液态金属- - -在行星的中心- - -这大大减少了需要的超冷却的数量。
但在地球中心的巨大压力下，金属的成核障碍是巨大的。
“每个人，包括我们自己在内，似乎都忽略了这个大问题——金属不会立即结晶，除非有什么东西降低了能量屏障，”Hauck说。
凯斯西储小组认为最明显的解决办法是:
“内部核在某种程度上受到了大约1800华氏度(1000开尔文)的巨大冷却，远远超出了科学家们得出的结论。”如果地球中心达到这个温度，几乎整个核心都应该迅速结晶，但证据表明它不是。
“发生了一件事，降低了成核障碍，使结晶发生在更高的温度。在实验室里，科学家们通过将一块固体金属添加到一个稍微过冷的液态金属中，从而导致现在不均匀的材料快速凝固。Huguet说，但是很难想象这是如何发生的，一个核增强固体如何能够到达地球的中心，从而使内核的硬化(和膨胀)得以实现。
“所以，如果核心是纯(均质)液体，内核根本就不应该存在，因为它不可能被过度冷却到那个程度，”Van Orman说。“如果它不是齐次的，它怎么会变成这样?”
“这就是核心的核悖论。”
可能的答案
那么固体内核是如何形成的呢?
目前，这个团队的想法与上面的第二个解决方案类似:大量的固体金属慢慢地从岩石地幔中掉下来，进入核心，从而降低了成核的屏障。
但这需要一个巨大的小块——也许是一个大的城市的大小——足够重，可以穿过地幔，然后大到足以使它成为核心而不完全溶解。
如果是这样的话，“我们需要弄清楚这种情况到底是如何发生的，”Van Orman说。
“另一方面，”他说，“我们之前没有想到的行星核有一些普通的特征，它们能让它们克服成核障碍吗?”
“是时候让整个社区来思考这个问题以及如何测试它了。”内核是存在的，现在我们必须弄清楚它是如何到达那里的。
