四川大學地球物理研究室與(yu) 北京高壓科學研究中心及美國科學家攜手，重新對地球固態內(nei) 核的年齡進行估計，測算出其年齡介於(yu) 10億(yi) 到13億(yi) 年之間。最新研究發表於(yu) 《物理評論快報》雜誌。

　　團隊曆時兩(liang) 年，通過將激光加熱的鐵樣品在兩(liang) 個(ge) 金剛石砧之間擠壓從(cong) 而創造出類似於(yu) 地球核心的環境，研究人員表示，這一年齡位於(yu) 此前13億(yi) 至45億(yi) 年估計年齡譜的較小端；但又比最近一項僅(jin) 5.65億(yi) 歲的估計大一些。更重要的是，最新研究有助於(yu) 科學家確定地核的熱流量，以及為(wei) “地球發電機”提供動力的能量來源。

　　研究者四川大學張友君副教授解釋稱，地球的核心主要由鐵構成，分為(wei) 固態內(nei) 核和液態外核。高溫的鐵地核通過熱傳(chuan) 導向地幔中傳(chuan) 遞熱量，因此地核的熱導率是確定地核許多屬性包括內(nei) 地核如何形成以及“地球發電機”如何驅動的關(guan) 鍵。“地球發動機”則是指帶電的富鐵液態外核的運動產(chan) 生了地球磁場。

　　張友君說：“外核液態金屬流動，溫度和壓力差異產(chan) 生電流，再加上地球旋轉，可製造大規模的‘發電機效應’。地球發電機是維持地球磁場的機製，而地球磁場能保持指南針的指向，並保護生命免受有害宇宙射線的侵害。”

　　新測得鐵在地核環境下的熱導率低於(yu) 最近研究估值的30%至50%，但這足以改變科學家們(men) 對地球年齡和地球發電機的認識。研究表明地球發電機主要包括熱對流和成分對流這兩(liang) 種不同的能量來源和機製維持。在地球初期，地球發電機僅(jin) 靠熱對流維持；在地球內(nei) 核形成至今，這兩(liang) 種機製共同作用並且同樣重要。

　　“本研究在實驗和理論上共同確定了地核主要成分鐵在地核環境下的電熱輸運性質，解決(jue) 了近20年來關(guan) 於(yu) 地核熱傳(chuan) 導性質的爭(zheng) 議”，張友君如此強調。

　　研究合作者、德克薩斯大學奧斯汀分校的林俊孚教授說：“地球在太陽係中獨一無二，因為(wei) 它擁有磁場並宜居，我們(men) 的結果有助於(yu) 科學家厘清為(wei) 什麽(me) 太陽係內(nei) 其他行星沒有磁場。”

　　研究人員表示，由於(yu) 地核中除了主要組成成分鐵外，還有約10%的輕元素，接下來他們(men) 計劃進一步確定這些輕元素會(hui) 對地核的熱傳(chuan) 導和地球發電機產(chan) 生什麽(me) 影響。隨著對電熱輸運認識的改進，研究人員可以更精確地估計地球內(nei) 核的年齡。

　　據悉，本研究得到了中國國家自然科學基金、美國自然科學基金，以及四川大學雙一流高校建設的資助。

　　總編輯圈點

　　地球目前是人類在宇宙中的唯一家園，我們(men) 對她足夠了解嗎？未必。以這項研究為(wei) 例，不同研究得出的地球固態內(nei) 核年齡不同，說明該問題在科學家之間仍存在一定爭(zheng) 議。類似的深層次科學問題還有很多，有的沒有答案，有的隻是假說，有的仍無定論。所以，當人類探索足跡不斷邁向宇宙深處的同時，我們(men) 也需要更多地關(guan) 注地球深處，探索藏在我們(men) 腳下的科學奧秘。

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