RIKEN 的研究人员测量了极端压力下纯铁的声速,揭示了地核的组成并改进了对其他材料的测量。
科学家们通过在双倍压力下进行声速测量,更准确地限制了地核的成分。
基于 15 年前 Alfred QR Baron 在 RIKEN 材料动力学实验室启动的项目,研究人员终于能够在与地球内核的静压相对应的静压下测量纯铁的声速。这在 RIKEN SPring-8中心的 Quantum NanoDynamics Beamline上成为可能:将其世界领先的光谱仪与 X 射线光学的新发展和新型高压电池相结合,该团队能够在稳定的压力条件下进行测量大约是之前记录的两倍,是世界上任何其他设施的三倍多(图 1)。
RIKEN Quantum NanoDynamics Beamline 的高分辨率光谱仪
这项工作很有趣,因为它允许对地核的组成施加限制。Baron 说:“关于我们居住的地球的中心,我们实际上掌握的信息少得惊人。” “其他追踪产生的波通过地球的进展的工作为我们提供了密度和声速随深度变化的模型——但仅此而已:详细的成分仍然未知,并且是争论的主题,因为成分是对于了解地球目前的结构以及行星甚至太阳系的演化都很重要。”
最近发表在Nature Communications上的测量是 RIKEN SPring-8 中心的 Baron 材料动力学小组、东北大学的 Eiji Ohtani 和 Daijo Ikuta 以及爱媛大学和日本同步辐射研究所 (SPring- 8/贾斯里)。该团队测量了纯铁的声速作为压力的函数,直到密度超过地球内核的密度,那里的压力超过 300 吉帕,验证了称为伯奇定律的线性关系。