钻石和X射线为研究地球内核打开了一扇新窗

日本研究小组首次成功测量纯铁在模拟地球内核边界压力下的震波速率。 人们可以往下挖掘几公里，或火山和板块运动可以从几百公里的深处把物质带上来，但在6，000公里的地底下，到底是什么，目前还不太了解。

一般认为，地表以下3，000公里左右的地核大部分主要成分是铁，外核由液态铁组成，围绕着固态铁的内核。 我们主要是利用地震波在地球内部传播的过程中密度和震波速度的变化来了解地球的组成。 由于地核的组成物质不仅含铁，还存在其它元素，显然透过纯铁的模拟并不能反映真实的情况。 这些未知物质是什么，可能有多少，都是可积极研究之领域，因为对理解地球目前的性质和太阳系的演化有影响。

日本东北大学、日本理研研究所（the RIKEN SPring-8 Center）、日本同步辐射研究所等合作团队，首次成功测量纯铁在相当于地球内核边界压力330 GPa（等同于一个人在1mm单位面积承受3.3万吨的压力）下的震波速度。 经过多年的努力，研究人员能够有效地将金刚石砧（Diamond anvil cell）技术与一种称为非弹性X射线的散射技术结合起来，可用于产生高压，以达到与地核相当压力的技术。 该技术使科学家能够使用X射线观察物质中的原子运动，并且在金刚石砧座中静态压缩下准确测量金属震波速度的唯一方法。

见图说图说：本实验中使用的金刚石砧座：（A）对称金刚石砧座，（B）金刚石砧座示意图。 橙色圆圈是对应于（C， D）的区域：（C）为金刚石砧的顶部图像，（D）对应于（C）的金刚石砧截面。

研究人员指出，地震学中内核的压缩波速度比金属铁慢4±2%，剪切波速度慢36±17%。 本研究指出地核可能富含硅和硫，这与现有的外核模型一致。 研究已发表在2022年11月25日的《自然通讯》期刊上。 （编译/吴典谚）

资料来源：Tohoku University

本文由奇点天文作者上传并发布，奇点天文仅提供文章投稿展示，文章仅代表作者个人观点，不代表奇点天文立场。