我所张友君研究员等在PNAS发文揭示地球固态内核软化的物理机制

发布时间:2023-10-06

近日,我所张友君研究员与南京大学、中物院流体物理研究所以及德州大学奥斯汀分校等,在美国科学院院刊(Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.)发表了题为“Collective motion in hcp-Fe at Earth’s inner core conditions”的研究论文。论文研究了地球组分铁在极端高温高压条件下的波速变化与微观动力学机制,揭示了固态内核剪切软化的物理机制,在深地科学与地球内部物理学领域取得了重要突破。

地球的中心主要由一个约1200千米半径的固态铁内核组成,虽然远离地表约5500千米以上,但对地球表面磁场的产生和热演化起到非常重要作用。构成地球固体内核的铁原子受到极高的压力(数百万大气压)并挤压在一起,是地球自然界中最高的压力,因此关于地核的状态、物性以及其对地球动力学演化的影响仍然还有很多未解之谜。其中,地震学家早在几十年前便观测到固态内核出奇的柔软,然而造成此现象的原因还不清楚,探寻这其中的奥秘和物理机制是本项研究中重要的动力之一。