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德克萨斯州奥斯汀研究重新修订地球年龄

上传时间:2020-08-31浏览量:55

摘要:德克萨斯州奥斯汀—通过在实验室室内创造类似于地球中心的条件,研究人员改进了对地球固体内核年龄的估计,处于10亿至13亿年的历史,下面托普仕Alice老师为大家详细介绍~

  结果将核心定位在年龄范围的最年轻端,该年龄范围通常在13亿至45亿年之间,但也比最近的估计的5.65亿年年龄要大得多。

  此外,实验和相关理论有助于确定核心传导热量的方式,以及为地球地球发电机供电的能源-维持地球磁场的机制,使指南针指向北方并帮助保护生命免受有害影响宇宙射线。

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  德克萨斯大学奥斯汀分校杰克逊学院的教授林荣富说:“人们对于知道地球发电机的起源,磁场的强度感到非常好奇和兴奋,因为它们都有助于行星的宜居性。”领导这项研究的地球科学学院。

  结果发表在8月13日的“ 物理评论快报”上。

  地核主要由铁制成,内核是固态的,外核是液态的。铁在通过传导传递热量(称为热导率)方面的有效性是确定铁心的许多其他属性(包括内铁心何时形成)的关键。

  多年来,对岩心年龄和电导率的估算已经从很老的相对较低的水平,到非常年轻的相对较高的水平。但是,这些较年轻的估计也造成了一个悖论,即在内核形成之前,内核必须达到不切实际的高温才能使地球发电机保持数十亿年。

  这项新研究通过找到一种将核子温度保持在实际参数范围内的解决方案,解决了这一矛盾。找到该解决方案取决于直接测量铁芯状条件下的电导率-在这种条件下,压力大于100万个大气压,而温度可以与太阳表面上的铁相媲美。

  研究人员通过在两个钻石砧之间挤压激光加热的铁样品来达到这些条件。这不是一件容易的事。花了两年时间才获得合适的结果。

  文章的共同作者,中国四川大学副教授张友军说:“我们遇到了很多问题,屡次失败,这使我们感到沮丧,我们几乎放弃了。” “在林荣富教授的建设性评论和鼓励下,我们终于在进行了几次试运行之后才得以解决。”

  新测量的电导率比年轻岩心估计的电导率低30%至50%,这表明大地发电机是由两种不同的能源和机理维持的:热对流和成分对流。最初,地热发电机仅通过热对流进行维护。现在,每种机制都起着同等重要的作用。

  林说,有了关于电导率和随着时间的推移传热的改进信息,研究人员可以对内核的年龄进行更精确的估计。

  他说:“一旦真正了解了从外核到下地幔的热通量,您就可以真正思考地球何时充分冷却到内核开始结晶的程度。”

  内核的这种修改的年龄可能与地球磁场强度的峰值有关,这是由这段时间形成的岩石中磁性材料的排列所记录的。总之,证据表明,内芯的形成是创建当今强大磁场的重要组成部分。

  国家自然科学基金和国家自然科学基金支持这项研究。

  研究团队还包括上海高压科学技术高级研究中心的侯明强,刘光涛和张成伟。芝加哥大学的Vitali Prakapenka和Eran Greenberg;卡内基科学研究所的费英伟和RE Cohen。

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