新研究显示地球的内部核心可能富含氧气

新研究显示地球的内部核心可能富含氧气这项研究由HPSTAR（高压科学与技术高级研究中心）的刘进博士和哥伦比亚大学的孙杨博士共同领导，最近发表在《创新》杂志上。作为地球上最神秘的地方之一，地球的固体内核处于地球上最极端的温度和压力环境中，其压力超过300万个大气压，温度接近太阳表面，约6000K（约10000华氏度）。由于内核远非人类所能触及，我们只能从地震产生的地震信号中推断其密度和化学成分。目前，人们认为内核中存在轻质元素，但其类型和含量仍有争议。宇宙化学和地球化学证据表明，它应该含有硫、硅、碳和氢。实验和计算也证实，这些元素与纯铁混合，在地球深处的高温高压条件下形成各种铁合金。然而，与我们密切相关的氧，通常认为被排除在内核之外。这主要是因为在地表或地幔环境中从未发现过富含铁成分的铁-氧合金。所有已知的铁氧化物中的氧含量都大于或等于50个原子百分比。尽管人们一直在试图合成具有富铁成分的氧化铁化合物，但这种物质还从未被发现。地球的内部核心是如此"缺氧"吗？为了回答这个问题，本研究进行了一系列的实验和理论计算。为了接近地心的温度和压力，将纯铁和氧化铁放在两个钻石砧的尖端，用高能激光束进行加热。经过多次尝试，发现在220-260GPa和3000K以上，铁和氧化铁之间发生了化学反应。XRD结果显示，反应产物与纯铁和氧化铁的常见高温高压结构不同。使用遗传算法进行的理论晶体结构搜索证明，富铁的Fe-O合金可以在大约200GPa下稳定存在。在这样的条件下，新的富含铁的Fe-O合金形成了一个六边形的紧密堆积结构，其中氧层被安排在铁层之间以稳定结构。这样的机制产生了许多密包排列，形成了一个具有大构型熵的富含铁的Fe-O化合物大家族。基于这一理论信息，发现Fe28O14的原子构型与实验测量的XRD图案相匹配。进一步的计算表明，富含Fe-O的相是金属性的，与低压下的普通铁氧化物形成对比。电子结构取决于O的浓度以及铁和O层的排列。该合金的机械性能和热性能需要在未来进一步研究。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335913.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335913.htm

"行星中的行星"：地震学家探究地球内部的核心

"行星中的行星"：地震学家探究地球内部的核心在地球的中心是一个固体金属球，一种"行星中的行星"，它的存在使表面的生命成为可能，至少就我们所知。地球的内部核心是如何形成、成长和随时间演变的，这仍然是一个谜，一个由犹他大学领导的研究小组正在寻求借助来自自然发生的地震的地震波来一探究竟。虽然这个直径2442公里的球体只占地球总体积的不到1%，但它的存在是地球磁场的原因，如果没有它，地球将是一个非常不同的地方。但是，据犹他大学地质与地球物理系的前博士生GuanningPang说，内核并不是科学家们曾经假设的那种均匀的质量，而更像是由不同"织物"组成的织锦。Pang说："我们第一次证实，这种不均匀性在内核内随处可见。"Pang是一项新研究的主要作者，该研究于7月5日发表在《自然》杂志上，打开了一扇通往地球最深处的窗口。他进行了这项研究，作为他在犹他大学博士论文的一部分。监督这项研究的犹他大学地震学家KeithKoper说："我们的研究是关于试图观察内核内部的，这就像一个边疆地区。任何时候你想对某一事物的内部进行成像，必须剥去浅层的影响。因此，这是最难制作图像的地方，是最深的部分，而且还有一些关于它的未知的东西。"这项研究利用了由为探测核爆炸而设立的全球地震阵列网络产生的特殊数据集。1996年，联合国成立了全面禁止核试验条约组织（CTBTO）的筹备委员会，以确保遵守禁止此类爆炸的国际条约。地质学教授KeithKoper负责犹他大学的地震仪站它的核心是国际监测系统（IMS），有四个系统，使用遍布世界各地的先进传感仪器探测爆炸。虽然它们的目的是执行国际核爆炸禁令，但它们已经产生了大量的数据，科学家可以利用这些数据对地球内部、海洋和大气中发生的事情进行新的了解。这些数据促进了照亮流星爆炸的研究，确定了侏儒蓝鲸的群落，推进了天气预测，并提供了关于冰山如何形成的见解。虽然地球的表面已经被彻底测绘和描述，但其内部却更难研究，因为它无法直接进入。感知这一隐藏领域的最佳工具是地震，地震波从地球薄薄的地壳中传播出来，并在其岩石地幔和金属核心中振动。"这颗行星是由小行星形成的，这些小行星[在太空中]是某种增殖的。它们相互碰撞，你产生了大量的能量。所以整个星球，当它形成的时候，正在熔化，"Koper说。"这只是铁更重，你得到了我们所说的核心形成。金属下沉到中间，液态岩石在外面，然后随着时间的推移，它基本上冻结了。所有金属都在下面的原因是它们比岩石更重。"在过去的几年里，Koper的实验室一直在分析对内核敏感的地震数据。以前的一项研究，由Pang领导，确定了地球和内核的旋转之间的变化，这可能引发了2001年至2003年一天的长度的变化。地球的核心，直径约为4300英里，主要由铁和一些镍以及其他一些元素组成。外核保持液体状态，包裹着固体内核。位于大学校园内的地震仪站记录地球运动犹他大学地震仪站负责人、地质学教授Koper说："这就像行星中的行星，它有自己的旋转，并被这个大的熔融铁海洋所解耦。"地球周围的磁能保护场是由液态外核内发生的对流产生的，外核在固态核心上方延伸了2260公里（1795英里）。熔化的金属上升到固体内核之上，当它接近地球的岩石地幔时冷却并下沉。这种循环产生了笼罩地球的电子带。如果没有一个坚实的内核，这个场会弱得多，行星表面会受到辐射和太阳风的轰击，这些辐射和太阳风会剥去大气层，使表面不适合居住。在这项新的研究中，犹他大学的研究小组查看了放置在世界各地的20个地震仪阵列所记录的地震数据，包括在南极洲的两个地震仪。离犹他州最近的是在怀俄明州的皮内代尔外。这些仪器被插入花岗岩地层中钻出的长达10米的钻孔中，并按模式排列，以集中它们接收的信号，类似于抛物线天线的工作方式。Pang分析了来自2455次地震的地震波，这些地震都超过了5.7级，或者说与2020年震撼盐湖城的地震强度差不多。这些波在内核上反弹的方式有助于绘制其内部结构。较小的地震不会产生强到对研究有用的波。科学家在1936年首次使用地震波来确定内核是固体。在丹麦地震学家IngeLehmann发现之前，人们认为整个核心是液态的，因为它非常热，接近10000华氏度，与太阳表面的温度差不多。在地球历史上的某个时刻，内核开始"成核"，或在地球中心存在的巨大压力下凝固。这一过程何时开始仍然未知，但是犹他大学的团队从地震数据中收集到了重要的线索，这些数据显示了与穿透到核心内部的波有关的散射效应。"我们最大的发现是，当你越深入时，不均匀性往往越强。在地球的中心，它往往更强，"Pang说。"我们认为，这种结构与内核的增长速度有关。很久以前，内核增长得非常快。它达到了一个平衡，然后它开始增长得更慢，"Koper说。"并不是所有的铁都变成了固体，所以一些液态的铁可能被困在里面。"参与这项由国家科学基金会资助的研究的是来自南加州大学、法国南特大学和洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369997.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369997.htm

研究认为地球的真正核心是一个400英里宽的铁球

研究认为地球的真正核心是一个400英里宽的铁球我们对地核的研究已经取得了相当大的进展，特别是在最近几年，科学家们发现了地壳下的一个隐藏的熔岩层。更进一步，地球内部的核心改变了它的旋转方式。但是，科学家们从未能够毫无疑义地证明地球真正的核心是由什么构成的。这就是这项新研究的意义所在，或者至少，这是它试图进入的地方。这项研究在本月发表，主要集中在揭开地球真正的核心是由什么组成的。根据论文中发表的发现，似乎科学家认为它是由一个400英里宽的铁球组成的，这实际上是一个全新的层，科学家还没有发现。据CNN报道，科学家们大约在20年前首次提出了地球核心有一个不易察觉的层的想法。不过现在，科学家们认为他们可能已经发现了该层的实际证据，方法是利用测量地震的地震波通过地球中心时收集的数据。该研究称，这有助于他们探测到地球的真正核心。由于地球的核心是如此之深，而且隐藏在熔化的岩石层中，所以几乎不可能挖下去并简单地自己发现它。这就是地震波的作用，因为它们可以帮助我们测量地震波发生时通过的是哪种物质。研究人员说，地球的真正核心是铁，因为他们发现了"回弹"。这是一个耐人寻味的发现，论文中也很好地概述了这一点。如果它确实证明了地球的真正核心是一个铁球，那么它可以帮助科学家更好地理解我们的星球最初是如何生成的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345909.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345909.htm

南加州大学研究人员证明地心运动正在减速

南加州大学研究人员证明地心运动正在减速内核在2010年左右开始减速，速度比地球表面慢。资料来源：南加州大学南加州大学的科学家们已经证明，地球的内核相对于地球表面正在倒退--速度减慢，6月12日发表在《自然》杂志上的新研究显示了这一点。长期以来，科学界一直在争论内核的运动，一些研究表明内核的旋转速度比地球表面快。然而，南加州大学的最新研究确凿地表明，从2010年左右开始，内核的运动速度减慢了，现在比地球表面的运动速度还要慢。南加州大学多恩西弗文学、艺术和科学学院地球科学系主任教授约翰-维戴尔（JohnVidale）说："当我第一次看到暗示这种变化的地震图时，我被吓了一跳。内核几十年来首次减速。其他科学家最近也提出了类似和不同的模型，但我们的最新研究提供了最有说服力的解决方案。"内核被认为相对于地球表面正在发生逆转和倒退，这是因为大约40年来，内核的移动速度首次略慢于地幔，而不是快于地幔。与前几十年的速度相比，内核正在减速。内核是一个固态铁镍球体，被液态铁镍外核包围。内核大约有月球那么大，位于我们脚下3000多英里处，给研究人员带来了挑战：我们无法访问或观察它。科学家必须利用地震产生的地震波来描绘内核的运动。与其他研究相比，维戴尔与中国科学院地质与地球物理研究所的王伟合作，利用了波形和重复地震。重复地震是在同一地点发生的地震事件，产生的地震图完全相同。在这项研究中，研究人员汇编并分析了南桑威奇群岛周围记录的地震数据，这些数据来自1991年至2023年期间发生的121次重复地震。他们还利用了1971至1974年间苏联两次核试验的数据，以及其他内核研究中法国和美国重复核试验的数据。维戴尔说，内核速度减慢的原因是其周围产生地球磁场的液态铁外核的搅动，以及来自上覆岩石地幔致密区域的引力牵引。内核运动的这种变化对地球表面的影响只能猜测。维达莱说，内核的回溯可能会使一天的长度改变几分之一秒："这很难察觉，大约是千分之一秒，几乎消失在汹涌的海洋和大气的噪音中"。南加州大学科学家们未来的研究目标是更详细地描绘内核的轨迹，以揭示内核移动的确切原因。维戴尔说："内核的舞蹈可能比我们目前所知道的还要生动。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434745.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434745.htm

地球固体内核可能存在液态铁

地球固体内核可能存在液态铁但是，铁到底以何种形式进入地心，目前仍存在争议。长期以来，人们一直认为铁是液态的，因为它在那里面临着极高的温度。但在20世纪30年代，科学家们开始通过研究地震产生的地震波来探测地核。通过观察地震波是如何反射回传感器的，可以了解地震波在不同阶段穿过的物质类型。这些研究表明，内核是一个坚固的铁球。然而，根据犹他大学的一项新研究，它可能在整个过程中并不具有相同的一致性。该研究小组使用了国际监测系统（IMS）收集的数据，IMS是一个遍布全球的传感器网络，最初的目的是探测非法的地下核爆炸。他们分析了来自2455次5.7级及以上地震的地震波，并利用这些地震波绘制了更详细的内核内部结构图。他们采集到的散射模式显示，内核并不是完全一样的。它在很大程度上是实心的，但似乎包含着研究人员所描述的由不同"织物"组成的织锦，这是它随着时间的推移而生长的产物。"我们认为这种结构与内核的生长速度有关。"很久以前，内核的生长速度非常快。它达到了一个平衡，然后开始缓慢地增长。并非所有的铁都变成了固体，因此一些液态铁可能被困在里面。其他研究发现，内核可能是固态的，但很柔软，或者是由一种奇怪的超离子合金构成的，这种合金的物质状态介于液态和固态之间。更好地了解地底下发生了什么可以帮助我们了解我们星球的历史、保护性磁场是如何形成和维持的，并且可以帮助我们了解其他星球是否适合居住。这项新研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370205.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370205.htm

研究认为大型小行星撞击地球的可能性比以前认为的要大

研究认为大型小行星撞击地球的可能性比以前认为的要大这一发现有点吓人，特别是考虑到大型小行星可以对我们的星球造成多大的破坏。尽管这可能会引起恐惧，但重要的是这些发现仍然需要得到验证。虽然这里的研究显示大型小行星影响地球的可能性比我们想象的要大，但它并没有百分之百的证实。这项研究是由位于马里兰州的美国宇航局戈达德太空飞行中心的首席科学家詹姆斯-嘉文领导。嘉文使用来自地球观测卫星的高分辨率数据来检查三个小行星的撞击坑。数据显示，这些环比以前的记录要大，这意味着进行撞击的小行星可能比天文学家以前估计的更重要。当然，计算一颗大型小行星在撞击后会造成多大的破坏是很困难的，特别是由于部分岩石会在进入地球大气层时燃烧起来。就大型撞击而言，天文学家估计每60万或70万年就有一颗至少1公里（0.62英里）宽的小行星撞击地球。不过，这项新的研究声称，大型小行星撞击的比率要高得多。不过，这根本没有得到明确的证明，甚至嘉文自己也说需要更多的洞察力和研究。然而，如果它被证明是真的，我们将不得不重新审视我们认为的关于大型小行星撞击地球的这些机会的一切。当我们考虑到每年有多少潜在的危险小行星从地球上掠过的可能性，以及在未来几年有机会撞击地球的小行星。如果我们证明大型小行星撞击地球的比率比我们现在估计的要高，这也意味着需要优先考虑建设更多像DART这样的小行星防御系统，以帮助减轻对我们城市和社区的任何损害。不过就目前而言，这只是研究人员要挖掘的真相。在我们得到确切的证据之前，人们没有理由害怕，因为天文学家一直在观察夜空中的任何小行星，哪怕是有最轻微的撞击地球的风险。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350741.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350741.htm