太阳系行星形成
地球在形成的最初是一个比较均匀的岩石团,但在几亿年的时间里它变得越来越热。岩石以极快的速度碰撞会产生热量;地球内部强大的压力使岩石间相互挤压摩擦也会产生热量;更重要的是在这些岩石中含有大量放射性物质如钾-40、铀-238、铀-235和钍-232等,这些元素在衰变中产生大量能量。渐渐地,地球变成了一颗炙热的熔融状态的星球。
地球内部发热成为熔融星球
随着地球的熔融,岩石中的铁、镍等重元素开始向地心下沉,聚集成一颗炙热的大铁核,这个铁核的外层是5000℃的铁水,而铁水下方由于压力极大,金属无法变成液体,所以地球的内核心是温度更高的实心大铁球。
地球中心是炙热的铁球
地球的内地核中不只有铁,我们知道元素周期表中有许多比铁更重的金属,在铁下沉的过程中,这些元素也会随之下沉。科学家将钌、铑、钯、铼、锇、铱、铂和金称为亲铁元素,它们很容易与铁形成牢固的金属键并溶解在铁水中,另一些元素如钴、镍、钨和银也能与铁混在一起。
在地球早期演化历史中,铁的下沉被称作“铁灾难”,其实称它为“贵金属灾难”似乎更贴切。因为地表不缺铁,但绝大多数金、铂等贵金属跟着铁一起沉入地心深处,使我们在地球表面很难找到它们,而这些亲铁元素的最大特点就是“不亲氧”,不易被氧化,因此有很高的价值。
熔融的铁带着贵金属一起沉入地核
白菜价是不可能的古人常用“难比登天”来形容一件事的困难程度,与登天相比,入地更是不容易做到的事。尽管我们已经知道地核的深处有取之不尽的黄金,甚至还有更多稀有且昂贵的金属,但仅隔着几千公里我们却无法得到它。这是为什么呢?
1970年,前苏联在科拉半岛开始实施一项地球钻探计划,他们要打一个直径23厘米、深达15000米的洞,取出地下岩石看看里边到底有什么。然而这个“科拉深孔”在干了19年之后在12262米处戛然而止,因为资金和技术不足以支撑科学家们继续向下掘进。