👉此影片適用於國三上學期「變動的地球」單元。

👉搭配學習內容條目:介紹固體地球可分為地殼、地涵與地核。

LIS將科學家古騰堡、地核被發現的過程,製作成有趣的故事及詳細的動畫解說。教師可搭配以下影片重點整理,將科學家發現與解決問題的歷程帶入課程中,設計探究課程,讓學生學習科學家是如何發現地球內部構造的。若想看更詳細的古騰堡、地核資料,請點擊上方的「文本」。

是什麼經歷促使科學家展開研究

00:00 與地震學者維謝一同研究地球內部

古騰堡選修到著名地震學者維謝(Emil Wiechert)所開設的地球物理學課程,開始對地震領域感興趣,並學習了如何使用地震波儀的方法。

當維謝在分析地殼與地函的岩石密度時,發現比科學界已知的地球平均密度小了許多,判斷地球內部可能是由高密度的鐵鎳化合物組成的。

但維謝一直沒有辦法找到更進一步的證據,便將研究地球核心的問題託付給古騰堡。

為什麼科學家會有這樣的發現

05:28 從地震資料中發現震波通過地球內部時變慢了

古騰堡看了大地震的資料,發現維謝認為的地球內部含有密度更大的物質,並不能解釋實際觀察到的波速變慢的現象。

科學家如何進行聯想與假設

06:10 基於越軟的物質波速也越慢,提出地球內部是高溫鐵鎳化合物的假設

古騰堡想到波在固體傳遞的速度遠大於液體,也就是相同材質的物體,當其軟硬程度越軟(越容易因為受力而變形)時,波傳遞的速度會越慢。

進一步聯想到,地底下的溫度會隨著深度增加而增加,提出了「地球內部是高密度鐵鎳化合物,因為溫度及高而烤軟,因而震波經過密度高但地質軟的區域時,波速變慢」的假設。

科學家如何進行驗證與結論

10:29 透過無數的數據資料與分析,找到了「地核」

古騰堡進一步收集全球的多次地震數據,並透過資料計算,提出地球內部在距離地表深2900 km處,有高溫高密度物質存在的區域,而此區域叫做地核。

古騰堡另外還發現了另外一種地震波(S波),在103度以上都完全觀測不到,但他當時僅僅是認為地核中的物質有某種特殊結構,導致另外一種地震波(S波)完全無法被偵測到。


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1. 於早自習、中午吃飯時間撥放,作為預習使用,也可以培養學生科學態度與本質喔!

2. 於課程結束後,作為收斂、複習使用。

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