https://www.dprenvip.com/wp-content/uploads/2025/12/EarthCore.jpg穿过地球内核的地震波揭示了这个铁质核心的诸多信息：它如何改变形状、反转自转、具有奇特的结构，以及包含一种不寻常的物态。如今，一项旨在解释异常数据的新研究表明，地核可能像洋葱一样分层。德国科学家希望专门研究地震各向异性问题——地震波撞击内核时，其在地球内部传播的速度会因传播方向不同而产生变化。来自明斯特大学的矿物学家卡门·桑切斯-瓦莱表示：“关于这些各向异性的起源，已有多种假说。我们着手研究硅和碳对铁变形行为的联合影响。”
为弄清情况，研究人员测试了这些内核关键元素在极端压力和高达820摄氏度（1508华氏度）的温度下如何相互作用。通过X射线衍射，研究人员寻找一种名为晶格优选取向（LPO）的特性，该特性描述固体内部晶体因热模式而排列的方式。此前，科学家缺乏关于铁与硅、碳形成合金时其LPO会如何表现的大量数据。LPO会影响声波在铁等金属中的传播方式，人们认为这可能解释地震各向异性。
在此研究中，实验在极小尺度上进行：合金被置于超小型容器中，受到挤压和加热。桑切斯-瓦莱解释道：“实验后分析衍射图案，以推导出铁-硅-碳合金的塑性特性——特别是屈服强度和粘度——并通过理论建模将其外推至内核条件。”结果显示，与纯铁相比，添加硅和碳确实改变了铁合金的晶格排列。由此产生的地震波速度差异与在内核外部观察到的异常相符。
这进一步证明地球内核实际上具有多层结构——对于研究深埋在岩石和液态金属之下、距我们5000多公里（3107英里）的事物而言，这是一项令人印象深刻的科学成就。研究人员认为，内核中心部分的硅和碳含量可能较低，导致强烈的地震各向异性，“而向内核外层过渡时，轻合金元素浓度增加，导致各向异性减弱。”
地质学家在理解地球表面之下的复杂性方面取得稳步进展，主要通过测量地震波传播方式以及在实验室重现内核和外核条件。这项细致的工作包括发现不一致之处、构思可能的解释，然后验证这些解释——本研究团队成功做到了这一点。研究人员总结道：“地球内核中观察到的随深度变化的各向异性模式，可能源于核心结晶后硅和碳的化学分层。”该研究已发表在《自然·通讯》上。
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