为什么地球的内核是固体的?

Question

我一直不明白为什么地球的内核是固体的。考虑到内核是由铁镍合金制成的(熔点约为1350℃至1600℃)，内核的温度约为5430℃(约为太阳表面的温度)。由于地核的熔点几乎是铁镍合金熔点的3-4倍，它怎么可能是固体呢?

Answer 1

地球的内核是固体的，即使温度很高，因为压力也很高。根据维基百科的文章在地球内核，中心的温度为$5,700\ \text{K}$，压力估计为$330$到$360\ \text{GPa}$ ($\sim3\cdot10^{6}\ \text{atm}$)。

下图所示的相图(取自这篇论文)显示了液/固转变，其中FCC和HCP是固体铁的两种不同结晶形式。从这条线的斜率可以清楚地看到铁在这个温度和压强下应该是固态的。

Answer 2

除了下面的答案和我上面的评论，我相信下面的相图，来自DavePhd的答案在这里，来源在这里，更适合地核附近约330 - 360GPa的压力水平。

从图中我们可以看到，在330 - 360GPa之间的压力下，熔融温度大约在6200 - 6600 K之间，远远高于地球内核大约5700 K的温度。

Answer 3

你只考虑了大气压下的熔点。熔点取决于压力。地核的压力大约是350千兆帕斯卡。研究是很重要的相图正在考虑的物质。相图解释了一种物质在不同温度和压力下所处的相(固体、液体、气体)。

看到铁的相图，修正的核心温度有关详细信息。