作者:费英伟等 来源:《自然》 发布时间:2011-11-25 14:47:26
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地核氧含量少于之前看法
  
就像真的到地心一游一般,实验室里进行的实验正在帮助解决就连朱尔·凡尔纳(19世纪法国著名科幻作家)也无法解开的谜题:地核是由什么构成的。
 
刊登在11月24日最新一期英国《自然》上的研究报告显示,氧在地核中所占百分比尤其少于科学家们之前的看法。美国华盛顿卡内基科学学会地球化学家、该报告的作者之一费英伟说,弄清地核所含物质有助于研究人员更好地了解地球在45亿年前是如何凝聚而成的。
 
美国普林斯顿大学地球物理学家托马斯·达菲说,有关地核化学构成的激烈争论已经持续了近60年。他在研究报告所附评论中写道,然而,“这里所报告的研究工作表明,人们可能终于将要掌握这个问题的解决办法了”。
 
在追踪地震波如何穿越地球内部,在遇到较大转移层时如何改变速度和方向的早期实验中,地球物理学家们发现,地核由两层构成:固态的内核和液态的外核。两者主要由铁和少许的镍构成,但外核大约有10%是由其他物质构成,即硫、氧、硅、碳和氢等“轻”元素。一些研究人员认为,氧一定是这些轻元素中含量最多的,而另一些科学家则倾向于硫。
 
为了解决这个问题,费英伟及其同事做了两个主要成分为铁的样本。按重量计算,一个样本含有8%的氧和2%的硫,另一个样本含有2.2%的氧和5.3%的硫。随后,研究人员利用高压设备使冲击波穿过样本,令样本瞬间处于地球深处那种高压高温环境下。
 
按照样本物质的密度以及声波穿越样本的速度来衡量,含2.2%的氧的样本与在地球深处观察到的特性更为吻合。进一步计算表明,外核仅含0.5%的氧也许更加接近现实情况。
 
费英伟说,研究结果与近期一项理论研究结果相当吻合。这项研究认为,地核含有8%的硅、2%的硫和0.5%的氧。不过,8%的硅含量可能太高,无法解释地核的其他特性,如内核和外核的密度差异。(来源:新华网)
 
 
 
 
 
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