地球的固态核心只有十亿年的历史,这有助于科学家更好地理解地球的磁场。
亚洲网8月30日电四川大学地球物理研究部与北京高压科学研究中心和美国科学家一起,重新估计了地球固态核的年龄,估计其年龄在10亿至13亿年之间。最新的研究发表在"物理评论快报"上。
该团队历时两年,通过在两颗钻石砧之间挤压激光加热的铁样本,创造了一个与地球核心类似的环境。他们说,这个年龄在之前估计的13亿至45亿年年龄谱中处于较小的水平;但它比最新估计的5.65亿年的年龄要大。更重要的是,最新的研究帮助科学家确定了地球核的热流,并为地球发电机提供了一种能量来源。
四川大学副教授张有军解释说,地心主要由铁构成,铁心分为固体铁心和液体外核。高温铁心通过传热导幔传递热量,因此芯的导热系数是决定铁心多少性质的关键,包括内陆岩心的形成和"地球发电机"的驱动。"地球发动机"是指带电富铁液体外核的运动产生地球磁场的关键。地球发动机"指的是带电的富铁液体外核的运动产生地球磁场。"地球发动机"指的是带电富铁液体外核的运动产生地球磁场。
张有军说:"液态金属在外核流动,温差和压差产生电流,再加上地球的自转,可以产生大规模的‘发电机效应’。地球发电机是维持地球磁场的机制,它维持指南针的方向,保护生命不受有害宇宙射线的伤害。
新测量的铁在地球核环境中的导热系数不到最近研究估计值的30%到50%,但这足以改变科学家对地球年龄和地球发电机的理解。结果表明,地球发电机主要包括两种不同的能源和机制:热对流和组合对流。在地球早期,地球发电机仅由热对流维持;自地球核心形成以来,这两种机制相互配合,同样重要。
本研究从实验和理论上确定了铁芯的主要成分--铁的电热输运特性,解决了近20年来有关铁芯导热性能的争论。"张有军强调。
这项研究的合著者之一、德克萨斯大学奥斯汀分校的林俊福教授说:"地球在太阳系中是独一无二的,因为它有磁场和宜居性,我们的研究结果帮助科学家找出太阳系其他行星没有磁场的原因。
研究人员说,由于除了铁以外,核心中还有大约10%的轻元素,他们计划进一步确定这些轻元素对核心和地球发电机的热传导会产生什么影响。随着对电热传输的理解的提高,研究人员可以更准确地估计地核的年龄。
据报道,这项研究得到了中国国家自然科学基金、美国自然科学基金和四川大学双等一流学院的资助。