作者:宗华 来源:中国科学报 发布时间:2015/3/4 9:15:17
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早期地球天气预报应包括“铁雨”

 

本报讯 地球上的早期天气报告应当预报“铁雨”。地球可能在其早期阶段经历过这样的风暴,这有助于解释为何目前贵重金属在地球的地幔和地壳中占多数。

地球在形成期可能被很多来自太空的富含铁的物体撞击。科学家此前认为,它们大多熔化沉入地心,并被保存为一些巨大的星子。这些星子将铁以及和铁结合在一起的其他元素如金和铂留在地球表面。

不过,这种模型基于当铁猛烈撞击地球时所发生情况的预测。来自美国劳伦斯利物莫国家实验室的Richard Kraus想寻找一种方法,从而精确测量该元素在如此极端的条件下是如何表现的以及它的汽化需要什么。

“我们绝不可能找到模型真实再现行星碰撞的情形。既然如此,我们就退后一步,对铁的熵进行最基本的测量。”Kraus表示。

为此,该团队利用了位于新墨西哥州阿尔伯克基的桑地亚国家实验室的Z机器。该机器能利用强磁场将金属加速到极限速度。他们用小的铁样品撞击不到1平方厘米和厚度在1.2毫米的铝板。铝板被加速到每小时5万~6万公里。随之而来的撞击使强有力的冲击波穿越铁样品。这引起铁的压缩、加热,并使其最终变为蒸气。随后,研究人员分析了这场实验室制造的“铁雨”的性质,并观看其落入由石英制成的窗户中。

他们发现,使铁汽化所需的压力要比此前认为的小很多,约低于最初预测的40%。这为早期地球描绘了一幅新的画面:到来的流星有可能在撞击地球时被汽化,发出一股蒸腾的铁和岩石尘土卷流。这种混合物随后降落下来,同地球的地幔轻而易举并完全地融合在一起。(宗华)

《中国科学报》 (2015-03-04 第2版 国际)
 
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