使用大型同步加速器辐射设施SPring-8日本熊本大学的研究人员合作,东京大学,和其他来自日本和法国精确测量液体的密度条件下铁在地球外核类似:1000000 atm和4000度c这种极端条件下准确的液体密度测量铁的化学成分是非常重要的,对于理解地球的核心。

 

地球表面下约2900千米(1800英里)处有一个固态金属内核和一个液态金属外核，两者都处于非常高的压力和温度下。由于外核的主要成分是铁，其密度远低于纯铁，因此被认为含有大量的氢、氧等轻元素。确定这些轻元素的类型和数量将有助于更好地了解地球的起源，特别是当它从地幔分离时，杏耀登录地址构成地球和地核环境的材料。然而，这首先需要精确测量在极端压力和温度下的纯液态铁的密度，这样就可以比较密度。

 

随着压力的增加，铁的熔点也增加，这使得研究超高压下铁液的密度变得困难。以往高压铁水密度测量声称其比铁心条件下的铁水密度高约10%，但采用的激波压缩实验假设存在较大误差。

 

目前的工作是对这些测量方法进行改进， 杏耀主管 ，利用SPring-8装置的高强度x射线测量超高压和高温下铁液的x射线衍射，并应用一种新的分析方法计算液体密度。此外，在极端条件下测量了液体的声速剖面，最高可达450,000 atm。数据是在不同的温度和压力下收集的，然后结合之前的冲击波数据计算出整个地核的密度。

 

目前，估计地球外核密度的最佳方法是通过地震观测。将外核密度与实验测量值进行比较，本研究发现，纯铁的密度大约比地球外核的密度高出8%。过去被认为是主要杂质的氧不能解释密度差异，这表明存在其他轻元素。这一发现是在估算地核化学成分方面迈出的一大步——地核是地球科学的头等问题。

 

研究合作的主要成员之一Yoichi Nakajima博士说:“在世界范围内，登录杏耀平台使用激光加热的金刚石电池来测量超高压力下的密度、声速和液体结构的尝试已经进行了30多年，但到目前为止都没有成功。”“我们期望在这项研究中取得的技术创新将极大地加速液体在高压下的研究。最终，我们相信这将加深我们对液态金属核和地球及其他岩石行星深处的岩浆的理解。”