在地核內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了流動(dòng)的神秘物質(zhì)狀態(tài)

通過(guò)從高速炮發(fā)射微小的鐵碳合金彈丸，科學(xué)家們終于證明了地球內(nèi)核中被認(rèn)為存在的一種奇怪的半固態(tài)半液態(tài)確實(shí)是可能的。

這個(gè)超離子物質(zhì)狀態(tài)這也能很好地解釋核心中一些異常的行為，比如它如何減緩某些波浪，以及測(cè)量結(jié)果顯示它像黃油一樣柔軟，而不是像冰冷的鋼鐵那樣堅(jiān)硬。

“我們首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，鐵碳合金在內(nèi)芯條件下表現(xiàn)出極低的剪切速度。”物理學(xué)家張有軍說(shuō)道中國(guó)四川大學(xué)。

“在這種狀態(tài)下，碳原子變得高度流動(dòng)，像孩子們?cè)诜疥囄柚写┧?，而鐵本身依然堅(jiān)實(shí)有序。這種所謂的'超離子相'極大地降低了合金的剛性。”

相關(guān)報(bào)道：經(jīng)過(guò)20年的搜尋，科學(xué)家們終于找到了地球最深層的核心

自1930年代以來(lái)，目前對(duì)地球內(nèi)部的主流看法遵循液態(tài)、熔融外核和內(nèi)核的模型，因此被壓力壓碎盡管如此，它仍然是固態(tài)的強(qiáng)烈的盛行高溫.然而，來(lái)自地震數(shù)據(jù)的一些證據(jù)幾十年來(lái)他暗示我們并沒(méi)有看到全貌。

我們對(duì)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的理解來(lái)自地震觀測(cè)。道路聲波通過(guò)移動(dòng)和反射具有不同屬性的材料，讓我們對(duì)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了相當(dāng)詳細(xì)的理解。但剪切波穿過(guò)核心的低速度表明，如果它是固體的，它的方式與我們習(xí)慣的不同。

2022年，由中國(guó)科學(xué)院地球物理學(xué)家余和領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)理論證明這種超離子性或許能解開(kāi)謎題。雖然地球內(nèi)核承受的巨大壓力使鐵保持在固態(tài)基體中，極端高溫則使較輕的原子能夠像流體一樣流動(dòng)和跳躍——一種既是固態(tài)又是液體的超離子態(tài)。

實(shí)驗(yàn)證據(jù)剛剛證實(shí)了這一可能性。張、何及其同事采用了一種名為動(dòng)態(tài)沖擊壓縮將一小塊鐵碳合金壓碎到極其用力，使其在地球內(nèi)核表現(xiàn)出完全相同的合金行為。

為了加速采樣，他們使用兩級(jí)輕型催淚槍——依賴(lài)無(wú)煙火藥和壓縮氣體將微小顆粒以極高速度飛行的高精度裝置。

在該實(shí)驗(yàn)中，鐵碳彈以超過(guò)每秒7公里（4.3英里）的速度發(fā)射，目標(biāo)是高度可壓縮的氟化鋰。撞擊產(chǎn)生反向激波，將樣品壓縮至高達(dá)140吉帕的壓力和接近2600開(kāi)爾文（2327攝氏度或4220華氏度）的溫度。

這還沒(méi)有內(nèi)核壓力范圍為330至360吉帕，溫度可達(dá)5000至6000開(kāi)爾文，但足夠高以模擬核心環(huán)境的關(guān)鍵特征。

這些模擬條件持續(xù)時(shí)間僅為納秒到微秒——但足夠用激光和高速傳感器探測(cè)溫度、密度和聲波傳播。

果然，結(jié)果與低剪切波速度和軟硬度——膨脹和收縮——的測(cè)量結(jié)果相符泊松比值在地球內(nèi)核的地震讀數(shù)中被觀測(cè)到。

研究人員證明，在這種條件下，鐵基體會(huì)牢牢鎖定，就像蝙蝠俠而碳則像知更鳥(niǎo)一樣在縫隙間流動(dòng)。

真優(yōu)雅。它解釋了地震數(shù)據(jù)為何呈現(xiàn)出這樣的效果——并且——通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這是我們最接近核心核心的途徑——解決了關(guān)于輕元素行為的長(zhǎng)期爭(zhēng)論在極端壓力下.

這甚至可能帶來(lái)對(duì)地球的新見(jiàn)解磁場(chǎng)，一個(gè)巨大的結(jié)構(gòu)因舞蹈而旋轉(zhuǎn)成太空傳導(dǎo)與對(duì)流在星球深處。

“我們正從靜態(tài)、僵化的內(nèi)核模型轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)模型?！?a>張說(shuō).“理解這種隱藏的物質(zhì)狀態(tài)，讓我們離揭開(kāi)類(lèi)地行星內(nèi)部秘密又近了一步。”

該研究已發(fā)表于國(guó)家科學(xué)評(píng)論.

寶寶起名 起名