如果要说宇宙中密度最高的物质,顶级密度当然就是黑洞啦,其核心奇点密度无限大,也就是无法估量;其次就是中子星,密度在1~20亿吨/cm^3。
这些物质在地球上都不可能存在,如果存在我们就无法存在了。
地球密度是分层次的,越深的物质密度越大地球的结构大体有三个层次,即地壳、地幔、地核;如果把空气和海水也算上的话,就有五层,即大气层、水圈层、地壳层、地幔层、地核层;如果再细分一下,地幔又可分为上地幔和下地幔,地核可分为外地核(液态层)、过渡层、内地核。
现在我们从大气层开始,一层层物质密度说一下。大气层就是空气层,在0℃时地表海平面空气压力为1个大气压,空气密度为1.293kg/m^3(公斤/立方米)。随着海拔的升高,气压会越来越低,空气密度也越来越小。
地球最高峰珠穆朗玛峰海拔为8848.86米,上面的气压约为海平面的30%,在温度相等情况下,空气气压和密度成正比例关系,因此那里的空气密度约为海平面的30%。
从气态物质来看,是压力越大物质密度就越大,其实其他形态物质也一样,压力越大,物质密度就越大。而随着地表往下走,压力就会越来越高,因此物质密度也就越来越大。
水压随着深度增加,每深10米会增加一个大气压。因此在地球海水最深处的马里亚纳海沟,水深达到12000米,水压就达到1200个大气压。但水的密度与温度关系更为密切,在4摄氏度时密度最高,约为999.972kg/m^3,一般采用1g/cm^3(克/立方厘米)。
水在地球常见压力下,随着温度升高或降低,密度都会相应降低,而一般压力对水的密度影响不大,因此人们才发明了水压机,通过水转换传递强大的压强来锻压设备部件。
海水密度与含盐量有密切关系,一般在1.02~1.07 g/cm^3,由于一般水压对水的密度影响不大,因此即便在地球最深处的马里亚纳海沟底层,水的密度也没有明显变化。
地球物质平均密度为5.518g/cm^3,除了水,其他物质在不同深处密度是不一样的。
地壳主要由岩石组成,平均厚度约35公里,平均物质密度在2.6~2.9g/cm^3之间;上地幔深度在地壳之下,约距地表980公里之上,物质密度约在3.2~3.6g/cm^3之间;下地幔在距地表980公里到2900公里之间,物质密度在5.1~5.6g/cm^3之间。