为什么地核是铁的?

Question

地核的两大主要成分是铁和镍。在纪录片和科学对话中，铁比镍更受关注，可能是因为它在地核中所占的比例更大。

但在我考虑这种情况之前，我必须问一下，在这种情况下，镍比铁占的比例更大:

为什么铁占了地核的大部分而不是镍?这两种金属比另一种有优势吗?如果有，是什么优势?如果镍是地核的头号金属而不是铁，那么磁场会受到怎样的影响呢?

Answer 1

简单地说，太阳系/宇宙中铁的含量高于镍，这是由于一个叫做核合成的过程。

宇宙的起源基本上只由氢组成，通过核聚变，更重的元素被创造出来。从根本上说，氢在恒星中融合成更重的元素，我们的太阳目前正在通过质子-质子链将大量的氢转化为氦。

最终，当一颗恒星变老时，你开始看到更重的元素，氦，碳，氮，等等，直到你遇到铁，这时你就遇到了所谓的铁峰值，铁原子融合在一起需要比释放更多的能量。较重的元素都是在超新星期间形成的，因此我们看到的丰度较低。话虽如此，镍的丰度仍然高于所有其他重金属。

https://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_nucleosynthesis

http://physics.info/nucleosynthesis/

Answer 2

我只能回答为什么它主要是铁。不太确定铁和镍的磁性。

正如在另一个答案中所说的那样，周围的铁比镍多得多。但是地球上还有大量的其他金属:硅、镁、钙、铝。那么，为什么地核是由铁镍而不是其他物质构成的呢?答案就在氧里。

当你把金属和氧气结合在一起时，就会形成氧化物——通常是一种固体的、易碎的“土质”材料。最好的例子是金属铁+氧=锈。但并不是所有的金属都是一样的——有些金属比其他金属更“喜欢”氧气。如果你有一个镁原子和另一个铁原子，周围只有一个氧原子，它会先和镁成键。考虑到地球上的整个氧气预算，有足够的氧气与所有的硅、镁、钙、铝(以及元素周期表的其余部分)结合，形成我们通常所说的岩石。到了不爱氧的元素，比如镍和铁，氧气就所剩无几了。足够氧化一些铁和镍，但不能全部氧化。这就是为什么有很多铁和镍作为金属留下来的原因。

在地球形成的过程中，整个地球都是熔融的。金属铁和镍比氧化物质(“岩石”)密度更大，所以它会沉到底部，形成金属内核。被氧化的金属最终形成了上面的地幔。

Answer 3

在地核和宇宙中，铁比镍多的主要原因是镍-56 β衰变为铁-56(通过钴-56)。

大量镍56形成渐近巨支星和超新星。然而，镍-56的半衰期为6天。

在恒星核聚变过程中，He-4核(阿尔法粒子)由氢形成。

在大恒星中，当氦形成时，聚变并不会停止。

相反，碳-12形成了从三个粒子．

碳-12核熔合生成氧-16，氖-20和镁-24。所有这些原子核都有相等数量的质子和中子。

的级数继续，通过一个接一个的粒子融合．

铁52熔合镍56。

然而，从镍-56到锌-60，再加入一个α粒子在能量上是不利的。

镍56衰变成铁56。

综上所述，镍-56处于一系列有利的α粒子聚变的末端，以及镍-56衰变为铁-56，这两个事实结合在一起，使得铁特别丰富。