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激光加热的金刚石砧座电池用于模拟地球核心的压力和温度条件 耶鲁大学科学家团队可能已经找到了地球磁场的潮起潮落的原因，这对任何熟悉沙拉制作的人来说都很熟悉。 地球中心附近产生的地球磁场长期以来一直是抵御太阳发出的太阳风有害辐射的缓冲器。 没有这种保护，地球上的生命将没有机会蓬勃发展。 然而，我们对地球磁场及其演化的了解并不完整。 5月6日发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究中，耶鲁大学副教授Kanani KM Lee和她的团队发现，含有硅和氧的铁水合金在类似于地球核心的条件下形成两种不同的液体，这是一个称为液相分离不混溶的过程。 该研究的主要作者Sarah Arveson说：“我们经常在日常生活中观察到液体不混溶，就像沙拉酱中的油和醋分离一样。令人惊讶的是，在地球核心的巨大压力下，当原子被迫非常靠近时，液相分离就会发生。” 复杂熔融合金的不混溶性在大气压下很常见，并且冶金学家和材料科学家已经充分证明了这一点。 但是，在较高压力下对不混溶合金的研究仅限于地球上地幔中发现的压力，这些地幔位于地壳与其核心之间。 更深的地球表面下方2900公里处，是外部核心，这是超过2000公里厚的铁水层 。它是地球磁场的来源。 尽管这种热液体在对流时剧烈地缠绕，使得外芯大部分混合良好，但在顶部具有明显的液体层。 通过外芯的地震波在该顶层中比在外芯的其余部分中行进得慢。 计算机模拟中铁（绿色），硅（蓝色）和氧（红色）原子的快照 科学家提供了几种理论来解释这种液体层，包括不混溶的铁合金在核心层中形成的想法。 但直到现在还没有任何实验或理论证据可以证明这一点。 使用激光加热金刚石-铁砧细胞实验产生高压，结合计算机模拟，耶鲁大学的科学团队再现了外核中发现的情况。 他们展示了两个不同的熔融液体层：贫氧的铁硅液体和铁-硅-氧液体。 由于铁-硅-氧层的密度较小，它会上升到顶部，从而形成富氧层。 Lee说：“我们的研究首次观察到在这种极端条件下不混溶的熔融金属合金，暗示金属熔体中的不混溶性可能在高压下普遍存在。” 研究人员表示，这些发现为理解早期地球的状况以及科学家如何解释历史上地球磁场的变化增添了新的变量。 |
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