我们如何精确地确定地核是由什么组成的?

Question

普遍的观点是，地核主要由铁合金组成，其中含有约10%的镍和其他微量重金属，但我至少看到过一种说法，说它部分是硫化铁。硫化铁理论已经不可信了吗?还是某些地质学家仍然持有这种观点?最近有一种理论认为，大约5%的地核是由硅组成的。这种说法有多合理?我们是否能够更精确地确定地核的构成?

Answer 1

我们从地震学得知了地核的密度。
我们还知道在给定压力(P)和温度(T)下纯铁的密度。
从这两者中，人们早就注意到有一个差异:实际的地核比纯铁构成的理论地核轻。这就是所谓的岩心密度不足(CDD)。为了解释这个CDD，我们需要在核心构图中添加轻元素。有许多候选者，如硫、碳、硅、氧等。

这实际上是地球化学家所需要的，他们试图将地球的成分与球粒陨石的成分联系起来。他们发现块状硅酸盐土(BSE =地壳+地幔)与球粒质参考物相比，某些元素已经耗尽，并且必须调用一个隐藏的水库来解释这一点。对于某些元素，这个储层可能是核心．

为了进一步限制这一点，岩石学家进行了一些高p /高t的实验，以观察地球分化过程中元素的行为。有些元素被认为是亲石的，这意味着它们会留在BSE中，而其他元素被认为是亲铁的，因此应该在核心分离过程中加入金属相。问题是，一些实验与其他实验不一致，因为给定元素的行为会随着条件的变化而变化。例如，铌和钽被认为是亲石的，但也可能是还原条件下的亲铁试剂．

恐怕这一切的底线是:这个问题没有简单的答案……

Answer 2

不，只是因为我们无法接触到它，而理解它的方法基本上是间接的地球化学和地球物理测量(主要是实验岩石学和波传播实验)。到目前为止，我们只讨论模型。任何比地壳更深的东西——更准确地说，任何东西但大陆上层地壳要么是间接测量的——也就是说，我们无法接触到。地幔吗?在捕虏体(由上升的岩浆带来的地幔岩石)的帮助下，这主要是理论上的。

Answer 3

模拟地核的情况是很困难的。也许有一天可以做到。在那之前，我们必须采用间接的方法。

硫化物向核心的分馏是一个有效的假设。https://www.geochemicalperspectivesletters.org/article1506

“铅悖论”表达了地球分馏中的另一种不平等，如果与例如陨石相比的话。