早期地球的核心形成和滴滤咖啡有什么共同点

发布时间：2023-02-17 20:18:13 栏目：生活

导读 卡内基的费英伟(Yingwei Fei)和王林(Lin Wang)开发的一项新技术为形成地球核心的物质下降到地球深处的过程提供了新的见解，留下了长期以

卡内基的费英伟(Yingwei Fei)和王林(Lin Wang)开发的一项新技术为形成地球核心的物质下降到地球深处的过程提供了新的见解，留下了长期以来困扰科学家的地球化学痕迹。他们的工作由Science Advances出版。



地球是从年轻时环绕太阳的尘埃和气体盘中吸积的。随着地球随着时间的推移从较小的物体生长而来，最密集的物质向内沉没，将地球分成不同的层 - 包括富含铁的金属核心和硅酸盐地幔。

“核心和地幔的分离是地球地质史上最重要的事件，”费解释说。“外核的对流为地球磁场提供动力，保护我们免受宇宙射线的伤害。没有它，我们所知道的生命就不可能存在。

我们星球的每一层都有自己的组成。虽然核心主要是铁，但地震数据表明，一些较轻的元素，如氧、硫、硅和碳，被溶解在其中，并被带到行星中心。同样，地幔主要是硅酸盐，但它所谓的“亲铁”或亲铁元素的浓度几十年来一直让科学家们感到困惑。

“了解材料通过这些层迁移的机制，并确定这一过程的任何残留物，将提高我们对地球核心和地幔在其整个历史中相互作用的各种方式的了解，”王补充说。

在实验室里，卡内基科学家使用重型液压机，就像用于制造合成钻石的液压机一样，将材料样本带到高压下，模仿地球内部的条件。这使他们能够以微型方式重现地球的分化过程，并探索核心形成的不同可能方式。

使用这些工具，Wang和Fei开发了一种新方法，可以追踪样品中形成核心的液态金属向内迁移时的运动。他们表明，就像水过滤咖啡渣一样，在早期地球上发现的动态条件下，铁熔体可能穿过一层固体硅酸盐晶体之间的裂缝 - 称为晶界 - 并交换化学元素。

Wang和Fei认为，早期地球的暴力环境实际上创造了将地幔变成一个巨大的“倒倒”咖啡装置的环境，允许液态金属通过互连的网络渗透。他们分析了渗透过程中的化学交换。他们的结果将解释地幔中留下的亲铁元素，揭示了一个长期存在的地球化学问题。

展望未来，Wang和Fei相信他们的新技术通常适用于研究其他岩石行星，可以帮助回答更多关于其内部深处发生的核心和地幔相互作用的问题。