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\ begingroup美元

自然通讯文章前往地核的任务——一个温和的提议,建议在裂缝中放置大量液态铁,让它一直下沉到地核,同时携带一个可以利用地震波传输数据的探测器。

这是一个有趣的想法。虽然可能有许多技术问题,但我觉得似乎没有什么是不可克服的,值得一试。

然而,我想知道为什么作者建议使用液态铁而不是液态铅。我希望铅更便宜,也需要更小的体积来实现相同的断裂应力(由于密度更高)。此外,较低的熔点有利于裂纹在表面附近扩展。

铅会溶解在周围的岩浆中吗?它会发生化学反应变成更轻的化合物吗?

由于原文在付费墙后面,我复制这里的主要文本:

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\ endgroup美元

    1回答1

    3.
    \ begingroup美元

    我之前已经对此发表过评论在这里.不管这是铁、铅还是其他什么东西,都不会起作用。发表在《自然》杂志上的事实并不意味着它就是真的,永远记住这一点。

    一个108千克的铁球大约有直径30米与地球的比例相比,这并不算多。

    以下是它行不通的原因:

    1. 火星表面有质量很大的物体。它们被称为建筑物。它们不会下沉。尽管它们没有那么密集,但建筑物建立在基础上,将其质量集中到一个小区域,产生非常大的压力。地基的作用是把建筑物固定在坚固的岩石上,这样他们就下沉。
    2. 作者建议用炸药引起裂缝。也许是核爆炸。我们过去有很多核爆炸——它们不会产生裂缝。它们制造了陨石坑。
    3. 裂纹扩展只与岩石圈有关。一旦进入200公里深的软流层,裂缝就不再传播,作者提出的方程也就毫无意义了。无论如何,岩石的塑性行为是更早实现的。
    4. 即使有裂缝,它也会有更小的裂缝从它辐射出来。液态铁因为是液态的,就会填满那些较小的裂缝,并从主要的液态团的质量中流失。随着时间的推移,这个斑点会变得越来越小,直到它再也不能做任何事情。
    5. 铁的熔点超过1500°C,这比周围岩石的温度高。它失去热量的速度会快于通过重力势获得热量的速度,然后凝固。
    6. 铁会和周围的岩石发生反应。特别是当它是液体的时候,因为这些东西是高度反应性的。它会开始溶解物质(这与第5点相反),但铁也会流失到周围的岩石中。它能溶解氧,碳,硫,可能还有钠这样的碱,也可能是硅。这些轻元素会降低铁球的密度,让它停下来。
    7. 地壳和上地幔的氧逸度高于铁-浮氏体,这是与铁平衡的结果。因此,它会从周围的岩石中浸出氧气,本质上是把一些液态铁变成“岩石”。这也会减少铁团的质量。

    你特别提到了铅。以上各点(除5点外)同样适用于铅。

    \ endgroup美元
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    • \ begingroup美元 我不同意你的观点1-3。其他的问题都可以解决。裂纹扩展的全部意义在于应力在裂纹尖端的极端积累。因此,你与建筑物的类比是不正确的,无论是对于面积还是因为它是固体,这里的关键是应力是由静水压力提供的。在冰原中,裂缝扩展可以使表面下的裂缝在固体冰中传播几公里,直到到达床。格陵兰岛每年夏天经常发生这种情况,密度对比比铁/地壳小得多。 \ endgroup美元
      - - - - - -卡米洛·Rada
      2019年4月14日2:14
    • \ begingroup美元 然后,一旦团块通过具有脆性行为的层,它就不需要裂缝。它只会因为密度差而下沉,就像俯冲板一样,或者类似于岩浆底辟上升的方式。对于其他点,你只需要更大的初始体积。 \ endgroup美元
      - - - - - -卡米洛·Rada
      2019年4月14日2:17
    • \ begingroup美元 @CamiloRada你刚才说的只是第一点。但无论如何,裂缝只存在于岩石圈顶部~200公里处。即使你能神奇地制造出一条向下200公里的裂缝,它也会停在那里。 \ endgroup美元
      - - - - - -Gimelist
      2019年4月14日2:17
    • \ begingroup美元 @CamiloRada最初的论文谈到了裂缝如何以每秒5米的速度传播,这使得这项任务需要大约一周的时间。一旦你进入软流层,时间尺度就变成了几十万年。这是足够的时间来化学平衡铁(或铅,或其他)与周围地幔硅酸盐并溶解它。 \ endgroup美元
      - - - - - -Gimelist
      2019年4月14日2:19
    • 1
      \ begingroup美元 @CamiloRada是的,这并没有真正回答为什么是铅而不是铁的问题。不知道。我的回答主要是指出这无关紧要,两者都会失败。 \ endgroup美元
      - - - - - -Gimelist
      2019年4月15日3:58

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