Articles

지구의 내부 코어

고체 내부 코어(그림 1). 1)은 우리 행성의 가장 멀고 수수께끼 같은 부분이며,지각 옆에 지구 내부의 가장 작은”공식적인”세분입니다. 그것은 1936 년(1)에 발견되었으며,1972 년까지 매우 작은 강성(2-4)이 있음에도 불구하고 견고하다는 것이 확립되었습니다. 1993 년까지 결정체(5)라는 것이 확립되었다., 안 핵심 고립의 나머지 부분에서는 지구에 의하여 낮은 점성 액체 외 핵심,그리고할 수 있습 회전,고개를 끄덕,동요,전진,진동,심지어 통해 플립되고,유일하게 제한에 의해서 조개. 그것의 존재,크기 및 속성은 지구의 중심 근처의 온도와 광물학을 제한합니다. 중의 변칙적 특성을 강성 및 낮은 점도(다른 사람과 비교 solids),대량의 감소,극단적인 이방성,그리고 superrotation(또는 변형;ref. 5–8)., 에서 지진 속도와 우주 나타났는데,우리는 그것이 알고로 주로 구성된 철-니켈 크리스탈,그리고 결정해야 합시의 큰 학위 일반적인 방향입니다. 안 핵심은 예측하기가 매우 높은 열과 전기적 전도도,nonspherical 모양,및 주파수에 의존하는 특성 또한,그것은 부분적으로 있을 수 있습 용융된다. 그것은 필수적인 수 있습니다의 존재에 대한 자기장에 대한 극성 역전이 필드(D.Gubbin,D.Alfe,G. 석사,D. 가격,M. 길런되지 않은 작동하)., 내부 코어의 동결과 불순물의 추방은 지오 다 나모에 전력을 공급할 책임이 있습니다. 그러나 내부 코어는 지구의 부피의 1%미만을 나타내며,단지 몇 개의 지진파 만이 도달하여 표면으로 되돌아갑니다. 내부 코어는 지진 학자를위한 작은 표적이며,지진파는 도달하기 전에 지구 전체를 통과하여 왜곡됩니다. 지구 중심 근처의 조건은 너무 극단적이어서 이론가와 실험자 모두 환경을 복제하는 데 어려움을 겪습니다., 그럼에도 불구하고,거기에 있었다 최근 활동에 대한 내면의 핵심 지질학자들로부터,geochemists,dynamicists,재료 과학자 및 geodynamo 선택이죠. 지진학이나 간접적 인 추론에서 내부 핵심에 대해 알려 지거나 유추 된 거의 모든 것이 논란의 여지가있다. 에서 이 문제의 PNAS,Ishii 및 Dziewoński(8)더 추가 음모 및 합병증을 현상이 근처 지구의 중심,그리고 그들은 복잡한 역사를 이 작은 물체.,

지진학이나 간접적 인 추론에서 내부 핵심에 대해 알려 지거나 유추 된 거의 모든 것이 논란의 여지가있다.

iv xmlns:xhtml=”http://www.w3.org/1999/xhtml”>그림 1.

지구 내부의 전망. 체적 관계의 다양한 지역의 핵심 전체에 지구가 표시됩니다:외부 코어(옅은 파란색)차지하고 15%,내부 코어(핑크)차지하는 1%미만이고,가장 안쪽의 내부 코어(적색)구성하는 단 0.01%의 지구상의 볼륨에 있습니다., 지구의 핵심이 아래에 있는 3,000km 두께,이종 맨틀(이상으로 평균보다 높은 지진 속도는 파란색으로 표시되어 있고 그들과 함께 평균보다 낮은 속도가 빨간색으로 표시)를 만들고,조사의 핵심 속성에 도전합니다.행성은 중력 에너지를 얻고 얻으면서 차별화됩니다. 이 차별화의 타이밍은 지구 과학의 오랜 목표입니다(9-13). 밀도 계층화는 지각,맨틀 및 코어의 위치를 설명합니다., 안 핵심가능성 또한 결과 화학의 계층화,비록의 효과에 압력 녹는점를 생성하는 단단한 안 핵심 경우에도 화학적으로 동일한 외부 핵심입니다. 저밀도 재료는 응고가 느릴 때 제외되므로 내부 코어가 외부 코어보다 더 순수하고 밀도가 높을 수 있습니다. 으로 내면의 핵심 결정하고 외부 핵심 냉각,이 물질에서 개최된 솔루션 및 서스펜션이 접시,또는 해결에서 핵심 맨 경계의 일부로 포함될 수 있는 최하 맨틀이다., 맨틀은 일반적으로 화학적으로 균질 한 층으로 처리되지만 이는 가능성이 없습니다. 밀도가 높은 규산염,아마도 규소 및 철이 풍부한 규산염은 또한 맨틀의 하부쪽으로 끌립니다. 지각하고 얕은 맨틀이 있던 자료들은 땀이 땅으로 그 로 인한이자된,그리고 몇 가지 분명히지에서 평형을 가진 핵심 소재입니다., 압력의 영향에는 물리적 특성을 의미하는 맨틀 및 핵심은 대 층 돌이킬 수 없게 증가,그만 바깥쪽 껍질의 맨틀에 참여하면 프로세스와 같은 화산과 판구조,그리고는 더 깊은 현재 레이어 상호작용으로 핵심입니다.

지각,상부 맨틀,하부 맨틀,코어 및 내부 코어는 지구 내부의 교과서 세분입니다. 지진 단층 촬영은 이러한 주요 구획에서 대규모 측면 변이를 매핑하는 데 사용됩니다., 더 높은 해상도의 지진 기술은 코어의 상단과 하단에서 소규모 기능을 발견하고 매핑하는 데 사용되었습니다(14-16). 지구 내부의 고전적인 경계(6)는 모두 지난 세기 초반에 발견되었습니다. 1960 년대에,경계 내부를 맨틀이 발견되었습의 깊이에서 400 과 650 킬과에 기인했 solid–solid phase 변화(17)는 대조적으로,다른 사람들은 화학제품 또는 응결합니다. 보다 최근에는 맨틀(16)깊숙한 곳에서 가능한 화학적 불연속성이 발견되었고,다른 하나는 900km(18)근처에서 유추되었다., 진 불연속 전통적으로 발견에 의해 반사와 굴절의 지진파,하지만 최근 등의 요인으로 이방성,감소,산란,스펙트럼 밀도,그리고 통계적 decorrelations 사용되었을 찾기 위해 더 미묘한 특징입니다. 새로운 영역에 깊이 내면의 핵심을 나타내에 변화 캐릭터의 이방성의 패턴(8)과를 나타낼 수 있습니다 기본적으로 다른 현상이다.

무승부(1 억년)대에 대한 오랜 논란, 빠른(≈1 백만 년)지상파 accretion 은 더 짧은 시간 척도와 고온 기원에 찬성하여 스스로를 해결하고있는 것으로 보인다. 지구 물리학 적 데이터는 지구의 신속한 접근과 코어의 초기 형성을 필요로한다(9). 최근까지 급속한 증가되었습 확률 accretional 이론과 동위 원소는 데이터,하지만 지금은,이러한 분야도를 선호하는 계약은 시간 규모입니다. 다양한 동위 원소는 태양계의 형성과 행성 분화 과정 사이의 짧은 시간 간격을 확인했다(10-13)., 이 발견은 내부 코어의 나이와 냉각 역사에 베어링 있다.

행성 핵심을 만들기위한 세 가지 아주 다른 메커니즘이 있습니다. 에서 균일한 증가 가정의 규산과 금속을 늘리다가 함께 하지만,지구 가열,중금속 여과 아래쪽으로,결국을 형성하는 이 축적된 싱크대는 빠르게 중심으로,복용 siderophile 요소들과 함께., 에서 이종 증설,내화물 응축액(를 포함하여 철과 니켈)에서 냉각성운 시작을 형성하는 핵 행성의 대량의 규 휘발성 물질을 사용할 수 있습니다. 늦은 베니어는 태양계의 먼 곳에서 물을 포함한 저온 응축 물 및 가스를 기여합니다. 마지막으로,늦은 큰 영향을 할 수 있는 효율적이고 빠르게 주입의 금속 코어의 중심에 영향을 받는 지구와 트리거 추가의 분리에서 철 맨틀이다. 달은 이러한 늦은 영향 중 하나의 부산물입니다., 따라서 코어의 재료는 여러 기원과 복잡한 역사를 가질 수 있습니다. 내부 코어에 관한 다른 문제는 나이,성장률,밀도,온도,질감 및 내부 에너지 원(refs. 8 19-21,D.Gubbin,D.Alfe,G. 석사,D. 가격,M. 길런되지 않은 작동하).

외부 코어는 일반적으로 점도가 낮고 전단파를 전달할 수 없기 때문에 완전히 용융 된 것으로 간주됩니다. 그러나,그것은 50%이상의 부유 결정을 포함 할 수 있으며 여전히 유체로 행동합니다., 경계 내부의 핵심은 다음을 나타낼 수 있습 교 geotherm 와 융해곡선(전통적인 설명이)또는 압축계는 입자 밀도의 슬러리가 임계값을 초과합니다. 일반적으로 외부 코어는 균질하고 완전히 유동적이며 터뷸하게 대류한다고 가정합니다. 안 핵심도 포함할 수 있는 상당한 용해 일부,특히 있을 경우 큰 사이의 간격 상선과 액상. 또한 내부 코어는 점성 유체 또는 금속 유리(19)라고 제안되었다., 이방성에 대한 새로운 결과는 이것을 가능성있게 만듭니다. 낮은,유추한 점성의 내부 코어할 수 있다는 의미 변형 및 대류의 영향으로부터 갯벌과 회전부와 외부의 핵심 운동에서뿐만 아니라 내부적으로 생성된 스트레스입니다. 내부 코어는 인간의 시간대에 변화를 볼 것으로 예상 할 수있는 내부의 몇 안되는 장소 중 하나입니다. 그것은 맨틀과 관련하여 준결정 차동 회전을 나타낼 수 있지만,또한,그리고 더 가능성이있는,비 강성 또는 소성 변형. 이방성은 그러한 변형 또는 대류의 한 지표입니다.,

결정은 이방성이며 침전,동결,재결정,변형 및 흐름에 의해 배향되는 경향이 있습니다. 따라서 우리는 지구의 단단한 부분이 지진파 및 기타 물질 특성의 전파에 이방성이 될 것으로 기대합니다. 에도 불구하고 이러한 기대,지진학 진행하고 번성과 가정의 등방성 1960 년대까지. 이 시점에서의 이론 지진 이방성되었 및 관찰 검증 기대(참조에서 ref. 6)., 그럼에도 불구하고 대부분의 지진 학자들은 지진학의 진행 과정에서 상당히 최근까지 이방성을 무시했다. 뿐만 아니라 이방성을 위한 유용한 도구 결정하는 구성,광물학,과 변형에서 지진이지만,지구 모델을 기반으로 등방성할 수 있는 완전히 잘못입니다. 이방성은 단순히 본질적으로 등방성 지구에 대한 작은 섭동이 아닙니다. 방향의 함수로서의 지진파 속도의 변화는 온도와 조성에 의해 야기 된 것보다 클 수 있습니다., 의 경우에는 내면의 내핵(8)관통 지진파 여행은 거의 반경 방향으로,그래서 매우 작은 정보를 추출을 제외하고,변화의 여행 시간으로 방위각,예를 들어,적도 대극 경로,또는 파도 함께 전달에서 다른 방향에서 적도니다. 프레 넬 영역의 크기는 또한 가장 안쪽 코어의 지진 해결의 한계를 제한합니다. 다행히도,고압 철 결정이 큰 이방성(21,22),그렇지 않으면 작은 수 있습에 대해 말 이종 또는 회전/의 변형을 안 핵심입니다.,

모양과 직물의 내부 코어에 의해 영향을 받는 중력에서 맨,전자기와 점성을 강조에서 핵심,그리고 회전과 갯벌 스트레스입니다. 이러한 응력은 돌이킬 수없는 플라스틱 흐름,결정 정렬 및 재결정을 유발합니다. 지진 이방성은 하나의 결과입니다.

내부 코어에 대해 다양한 외부의 스트레스를 포함하는 변화는 궤도 및 회전수,조류,중력에서 힘껏 맨틀,점성 끌어 외부의 핵심,그리고 전자기 힘입니다., 그것은 또한 생성할 수 있습니다 내부 스트레스에 의한 열적,화학적 변화,이방성 및 냉각,응답하여 이러한 흐름을 다공성,미분,회전,대류,그리고 변형과 창조의 이방성 재료. 이방성은 또한 내부 코어의 동결과 그 표면에서의 침전에 의해 형성 될 수있다. 예를 들어,소규모 이질성은 채널 또는 엑솔루션 패브릭을 녹일 수 있으며 명백한 이방성을 생성 할 수도 있습니다.

고체 내부 코어의 형성에 대한 종래의 설명은 느린 냉각 및 결정화를 포함한다., 용융 온도가 압력에 따라 증가하기 때문에 코어는 중심에서 바깥쪽으로 응고됩니다. 하지만 이 효과는 것을 의미한 것으로 압력이 증가하기 때문에 증가,핵심할 수 있는 압력을 동결할 때 이 땅에 도달하는 중요한 크기 없는 한,대량의 과열. 비록 우리가 알고 있는 자기장은 고대와는 단단한 성장 내핵 필수적인 수 있습니다 그것의 존재는 치명적인 이벤트는 등 달성 영향이 발생 할 수 있습니다 내의 핵심 개혁 하나 이상 시간., 초기 과열 및 일시적인 성장은 아마도 현재의 에너지 문제 중 일부를 해결할 것입니다(ref. 또한,연구자들은이 연구 결과에 따르면,연구자들은이 연구 결과에 대해 더 많은 연구가 필요하다고 지적했다. 성장 내부의 핵심은 전원을 공급하는 데 필요한 현재 발전기,하지만 빠른 냉각할 수 있는 구동 고대의 다이너모(D.Gubbin,D.Alfe,G. 석사,D. 가격,M. 길런되지 않은 작동하). 따라서 내부 코어는 지구보다 훨씬 젊을 수 있습니다. 내부 코어의 이질성과 이방성은 분명히 복잡한 역사를 제한하는 데 도움이 될 수 있습니다.,

내부 코어는 지구 물리학,지구 화학적(23),자기장 및 행성 문제의 다양한 베어링. 이방성은 단지 중요한 매개 변수 베어링에서 핵심 역학이지만,그것은 또한 특성을 가능고 모니터링 inner core. 이방성은 한때 고려되었던 귀찮음보다는 지진 학자들에게 없어서는 안될 도구가되었습니다. 그리고 다음에 우리가 볼 때 차이점을 발견 할 것이라는 전망은 대부분의 일상적인 매핑 노력에서 특이한 흥분을 제공합니다.

각주

  • ↵*전자 메일:dla{at}gps.caltech.edu.,

  • 14026 페이지의 컴패니언 문서를 참조하십시오.