来源:参考消息网
编译:刘宗亚
据英国《新科学家》周刊网站11月18日报道,地球内核中碳含量高可以阐明一个长期存在的谜团,即我们这个星球最深处是如何彻底冻结的——这一过程启动了保护地表生命的磁场。
科学家正在破解地球内核凝固之谜(路透社)
对地球物理学家来说,地球的内核有一个悖论现象:它最初是一个主要由铁组成的巨大液体球,然后在过去的10亿年内开始凝固。想要在纯铁物体中开始冻结过程,它必须在这段时间内降温至少700开氏度。但考虑到地球内核的大小,不可能出现如此大幅度且相对较快的降温。英国利兹大学的阿尔弗雷德·威尔逊表示:“矿物物理学肯定是错的。”
威尔逊及其同事们通过使用比纯铁更现实的元素组成来模拟内核的冷却过程如何变化,解开了这个“内核的成核悖论”。地核主要由铁和镍组成,但还有大约10%是由硅、硫、氧和碳等未知的轻元素组成。
研究人员利用超级计算机模拟了数百个铁原子和碳原子在内核的极端压力和温度条件下的相互作用,然后扩大到数万个原子,并开始将温度降低到这种材料的熔点以下。
威尔逊说,由于碳原子约占混合物的10%,固体原子团在降温250开氏度的情况下开始形成,这是地球内核在大约10亿年里会经历的合理的温度变化。这个悖论的潜在解答方案也暗示了地球内核未知部分的组成:大量的碳。
美国凯斯西储大学的詹姆斯·范奥尔曼说:“也许这能解答这个问题,但现在判断碳是否真的在起作用,还为时过早。”
威尔逊指出,一个更复杂的模拟(包括铁、碳和氧之间的相互作用)可能会揭示一种情况,即内核甚至可以在降温幅度更小的情况下冻结。