領(lǐng)先的動力學(xué)實驗可幫助揭開地球內(nèi)部的秘密

科學(xué)家們通過在兩倍于以前的壓力下進(jìn)行聲速測量，更準(zhǔn)確地約束了地球核心的組成。在15年前由Alfred Q. R. Baron在RIKEN材料動力學(xué)實驗室開始的一項計劃的基礎(chǔ)上，研究人員終于能夠在與地球內(nèi)部核心相應(yīng)的靜態(tài)壓力下測量純鐵的聲速。

這是在理化學(xué)研究所SPring-8中心的量子納米動力學(xué)光束線上實現(xiàn)的：將其世界領(lǐng)先的光譜儀與X射線光學(xué)的新發(fā)展和一種新型的高壓電池相結(jié)合，該團(tuán)隊能夠在穩(wěn)定的條件下進(jìn)行測量，其壓力約為之前記錄的兩倍，比世界上任何其他設(shè)施高3倍多。

這項工作很有意思，因為它可以對地心的組成進(jìn)行約束。"我們實際上對我們生活的這個星球的中心的信息少得可憐，"Baron說。"其他追蹤來自地震的地震波在地球上的進(jìn)展的工作給了我們一個作為深度函數(shù)的密度和聲速的模型--但僅此而已：詳細(xì)的組成仍然是未知的，并且是一系列科學(xué)辯論的主題，因為組成對于理解地球目前的結(jié)構(gòu)以及地球甚至太陽系的演變都很重要。"

最近的測量結(jié)果發(fā)表在《自然通訊》上，是理化所SPring-8中心的巴倫材料動力學(xué)小組、東北大學(xué)的大谷英二和生田大章，以及愛媛大學(xué)和日本同步輻射研究所(SPring-8/JASRI)的研究人員合作完成的。該小組測量了純鐵的聲速與壓力的關(guān)系，其密度超過了地球內(nèi)部核心的密度，其中壓力超過了300千兆帕，驗證了被稱為伯奇定律的線性關(guān)系。

利用新的結(jié)果，他們提出了一個模型，其中除了鐵和鎳之外，地球的核心還有少量的硅和硫。

Baron說："此外，也許是最重要的，該方法可以擴(kuò)展到其他材料，從而使材料在極端壓力下的聲速測量達(dá)到新的精確水平。"

標(biāo)簽： 動力學(xué)實驗 物理研究 地球核心 聲速測量

　　 原標(biāo)題：領(lǐng)先的動力學(xué)實驗可幫助揭開地球內(nèi)部的秘密