人们普遍认为,外核是由液态铁和镍组成的,和其他物质一样,它应该倾向于与周围环境达到化学平衡。
特别是,我预计它会通过与氧、硅酸盐和其他化合物的混合和化学反应与下地幔相互作用。这些相互作用会导致外核慢慢溶入地幔。
我也认为这种情况会发生尽管有密度梯度,无论如何,它在下面的关系不太大,因为重力加速度比表面小得多。
为什么这种溶解没有发生?为什么外核是稳定的?
作为一个额外的问题这一个:其他的一团铁水在地幔的任何地方都是稳定的吗?
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注册加入这个社区吧人们普遍认为,外核是由液态铁和镍组成的,和其他物质一样,它应该倾向于与周围环境达到化学平衡。
特别是,我预计它会通过与氧、硅酸盐和其他化合物的混合和化学反应与下地幔相互作用。这些相互作用会导致外核慢慢溶入地幔。
我也认为这种情况会发生尽管有密度梯度,无论如何,它在下面的关系不太大,因为重力加速度比表面小得多。
为什么这种溶解没有发生?为什么外核是稳定的?
作为一个额外的问题这一个:其他的一团铁水在地幔的任何地方都是稳定的吗?
评论如下:
事实上,在浏览了几节之后,他们似乎认为“液态金属从液态硅酸盐中迅速分离”,就像油和水一样,之后它们不会混合。很有趣。我想知道@Gimelist对此有什么看法。
你说得很对。
答案很简单:地核和地幔是不混溶的。地核不会溶解到地幔中因为它不能溶解在地幔中。
这正是我们有地核和地幔的原因。
我在这里的回答非常相关:https://worldbuilding.stackexchange.com/a/123951/39999
让我们假设一个非常简单的地核和地幔组成:
核心由纯铁制成($ \ ce{菲}$),地幔为法亚利岩($ \ ce {Fe2SiO4} $).
这两者发生化学反应时会发生什么$\ce{Fe + Fe2SiO4}$?绝对没有。没有中间产物$ \ ce {Fe3SiO4} $.不存在。所以它们只是分开的铁和铁云母。因为铁的密度比法雅沸石大得多,所以铁停留在地核下面,而法雅沸石是它上面的地幔。
编辑:
这是一篇最近的论文,描述了地球与它的邻居相比的整体氧化还原条件:
https://doi.org/10.1038/s41467-020-15757-0
可能是相关的。
这是一个有趣的问题,可能有点误导。我不想直接回答你的问题,我想让你注意一些事情,这些事情可能会让你重新思考你的推理。
事实证明,你所认为的下地幔(固体相的组合:主要是桥锰矿+铁方石+其他一些东西)可能实际上并没有延伸到核幔边界(CMB)。
1942年,一位名叫基思·布伦的数学家和地球物理学家提出了一个方案,他将地球的层按字母顺序标记(地壳为a,内核为G)。在这个方案中,整个下地幔被指定为单层(D)。1950年,布伦决定将D层分开——顶部~1800公里为D',底部~ 200公里为D'。D”层与复杂的地震不连续有关,地球物理学家对如何解释这种不连续还没有完全达成一致。然而,人们普遍认为,D”的地震信号不能简单地假设它是下地幔对CMB的延伸。
我更喜欢的解释是D”代表一个包括部分熔化的热化学边界层。可以找到更深入的解释在这里.
关于你提到的铁块的问题…纯液态铁不太可能在地幔的任何地方具有中性浮力。如果你对铁的密度如何随深度(即压力)变化的更专业的解释感兴趣,你可能想看看有限应变状态方程。Birch-Murnaghan状态方程是一个很好的开始。