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科學探索：地球如何維持磁場？
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科學探索：地球如何維持磁場？
圖片來源：卡內基科學研究所
地核的化學組成是如何塑造地球的地質曆史性和宜居性的？
眾所周知，如果沒有地球磁場及其偏轉來自太陽風和更遙遠宇宙射線的危險電離粒子的能力，生命就不可能存在。地球磁場是由地球外核中液態鐵不斷流動產生的，這種現象被稱為地球發電機。盡管地球發電機具有重要意義，但關於它的起源以及幾千年來維持它的能源，仍然有很多問題懸而未決。
一個國際研究小組的新研究檢測了以鐵為主的地核中輕元素是如何影響地球發電機的起源及可持續性的，小組成員包括來自卡內基科學研究所（Carnegie Institution for Science）的現任和前任科學家：Nicholas Holtgrewe, Sergey Lobanov和Irina Chuvashova。他們的研究成果發表在《自然通訊》上。
我們的星球是由圍繞初升太陽周圍的塵埃和氣體盤狀物吸積而成的。最終，密度最大的物質在行星形成的過程中向內塌陷，形成了如今的地核、地幔和地殼。雖然地核以鐵為主，但地震資料顯示，一些輕元素如氧、矽、硫、氫在分化的過程中也溶解在地核裏。
隨著時間的推移，內核形成晶體並不斷冷卻。就其本身而言，從地核流入地幔的熱量能驅動地球發電機嗎？或者說，這種熱對流需要輕元素浮力的額外推動，而不僅僅是從冷凝的內核中釋放出來的熱量的額外推動。了解地核中的化學成分有助於回答這個問題。
圖片來源：Pixabay
矽酸鹽是地幔的主要成分，僅次於氧和鐵，矽是地球上第三豐富的元素，因此它可能是與地核中的鐵形成合金的主要輕元素之一。在中國台灣的中央研究院（Academia Sinica）和台灣大學（National Taiwan University）的謝文斌領導下，研究人員在實驗室營造地球深處的條件，模擬矽的存在將如何影響熱量從地核到地幔的傳遞。
圖片來源：Pixabay
Goncharov解釋說道：“核心物質的導熱性越低，發動地球發電機所需的閾值就越低，在足夠低的閾值下，核心外的熱流完全可以由熱對流驅動，而不需要額外的物質運動來使其工作。”
展望未來，他們想要擴大探究範圍，了解核心中氧硫和碳的存在如何影響這一對流的過程。
翻譯：顧瑀鳴
審校：黃薇
引進來源：卡內基科學研究所
引進鏈接：https://phys.org/news/2020-07-earth-sustain-magnetic-field.html
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一個國際研究小組的新研究檢測了以鐵為主的地核中輕元素是如何影響地球發電機的起源及可持續性的，小組成員包括來自卡內基科學研究所（Carnegie Institution for Science）的現任和前任科學家：Nicholas Holtgrewe, Sergey Lobanov和Irina Chuvashova。他們的研究成果發表在《自然通訊》上。
我們的星球是由圍繞初升太陽周圍的塵埃和氣體盤狀物吸積而成的。最終，密度最大的物質在行星形成的過程中向內塌陷，形成了如今的地核、地幔和地殼。雖然地核以鐵為主，但地震資料顯示，一些輕元素如氧、矽、硫、氫在分化的過程中也溶解在地核裏。
隨著時間的推移，內核形成晶體並不斷冷卻。就其本身而言，從地核流入地幔的熱量能驅動地球發電機嗎？或者說，這種熱對流需要輕元素浮力的額外推動，而不僅僅是從冷凝的內核中釋放出來的熱量的額外推動。了解地核中的化學成分有助於回答這個問題。
圖片來源：Pixabay
矽酸鹽是地幔的主要成分，僅次於氧和鐵，矽是地球上第三豐富的元素，因此它可能是與地核中的鐵形成合金的主要輕元素之一。在中國台灣的中央研究院（Academia Sinica）和台灣大學（National Taiwan University）的謝文斌領導下，研究人員在實驗室營造地球深處的條件，模擬矽的存在將如何影響熱量從地核到地幔的傳遞。
圖片來源：Pixabay
Goncharov解釋說道：“核心物質的導熱性越低，發動地球發電機所需的閾值就越低，在足夠低的閾值下，核心外的熱流完全可以由熱對流驅動，而不需要額外的物質運動來使其工作。”
展望未來，他們想要擴大探究範圍，了解核心中氧硫和碳的存在如何影響這一對流的過程。
翻譯：顧瑀鳴
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