地球固态内核仅十几亿岁

每日一看4个月前发布 小彭
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四川大学地球物理实验室联合北京高压科学研究中心和美国科学家重新估算了地球固体内核的年龄,计算出其年龄在10亿至13亿年之间。 最新研究发表在《物理评论快报》杂志上。

该团队花了两年时间,通过在两个金刚石砧之间挤压激光加热的铁样本,创造了一个类似于地核的环境,研究人员表示,该年龄在之前估计的 13 亿至 45 亿年范围内。 在较小的一端; 但比最近估计的只有 5.65 亿年还要大。 更重要的是,最新的研究帮助科学家确定地核的热流,以及为“地球发电机”提供动力的能量来源。

研究员、四川大学副教授张友军解释说,地核主要由铁组成,分为固体内核和液体外核。 炽热的铁核通过热传导将热量传递到地幔中,因此地核的导热性是决定地核许多特性的关键,包括内核如何形成以及“地球发电机”如何驱动。 “地球发动机”是指带电的富铁液体外核运动产生地球磁场。

张友军说:“液态金属在外核的流动,温度和压力的差异产生电流,再加上地球的自转,可以产生大规模的‘发电机效应’。地发电机就是产生电流的机制。”维持地球磁场,地球磁场可以维持指南针方向,保护生命免受有害宇宙射线的侵害。”

地球固态内核仅十几亿岁

新测量的地球核心环境中铁的热导率比最近研究的估计值低30%至50%,但这足以改变科学家对地球年龄和地球发电机的理解。 研究表明,地球发电机主要由两种不同的能源和机制维持:热对流和成分对流。 在地球早期,地球发电机仅靠热对流维持; 自地球内核形成以来,这两种机制协同作用,同等重要。

“这项研究通过实验和理论,共同测定了地核主要成分铁在地核环境中的电热传输特性,解决了近20年来关于地核导热特性的争议。”张友军强调。

“地球在太阳系中是独一无二的,因为它有磁场并且适合居住。我们的研究结果帮助科学家理解为什么太阳系中的其他行星没有磁场,”该研究的合著者、德克萨斯大学的林俊夫教授说在奥斯汀。

研究人员表示,由于地核中除主要成分铁外还含有约10%的轻元素,他们计划进一步确定这些轻元素将如何影响地核和地球发电机的热传导。 随着对电热传输了解的加深,研究人员可以更精确地估计地球内核的年龄。

地球固态内核仅十几亿岁

据悉,此项研究得到了国家自然科学基金、美国自然科学基金、四川大学双一流建设等项目的资助。

主编圈子

地球是目前人类在宇宙中唯一的家园,我们对她足够了解吗? 不必要。 以这项研究为例,不同研究获得的地球固体内核的年龄是不同的,这表明这个问题在科学家中仍然存在一定争议。 类似的深层次科学问题还有很多,有些没有答案,有些只是假设,有些还没有定论。 因此,在人类不断探索宇宙深处的同时,我们也需要更加关注地球深处,探索隐藏在我们脚下的科学奥秘。

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