（Zhang 等人，Phys. Rev. Lett.，2020）
在地球 45 亿年历史的某个时刻，其完全液态的铁核心冷却到足以在中心形成一个实心球。今天，我们星球的核心由一个坚固的铁内核组成，周围环绕着一个熔化的铁外核，但事实证明，准确确定这种变化发生的时间相当困难。
估计范围从 45 亿年前（地球本身的年龄）到5.65亿年前;现在，一项新的研究终于缩小了范围。根据创造接近行星核心条件的实验室实验获得的数据，内核的年龄应该在 10 亿到 13 亿年之间。
反过来，这有助于我们缩小年龄范围地球发电机，为地球周围的磁场提供动力。正如我们所知，这个磁场有助于创造适宜生命生存的条件保护地球的大气层以免被太阳风吹走。
因此，科学家们对它是如何存在以及如何维持非常感兴趣也就不足为奇了。
“人们对了解地球发电机的起源和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，”地球科学家林荣福说德克萨斯大学奥斯汀分校。
地球发电机是由外核中导电铁的循环产生的，由对流驱动，而对流的动力来自于两种机制。
首先是温度波动产生的热对流；这可能发生在完全液态的核心中。其次，存在成分对流，其中在内核边界释放的较轻元素通过液体外核上升，从而产生运动。
在这两种情况下，这种导电液体都会产生电流，为核心充电，本质上将其变成一个巨大的电磁体。等等瞧！磁场。目前，两种类型的对流都存在于地核中，对地球发电机的贡献相同。
但在固体核心结晶之前，地核中只能发生热对流。它能够产生地球发电机，但为了将其维持数十亿年，正如对内核年龄的较年轻估计所要求的那样，铁需要非常热——这是不切实际的。
为了传导和维持这样的温度，铁的导热性（即有效导热的能力）需要很高。因此，研究小组决定研究铁在压力和接近核心温度下的导热率。
为此，他们取出了铁样品，用激光对其进行加热，然后将其压入金刚石砧中。做起来比描述的要长得多：两年多的时间里进行了多次尝试。然而，最终，该团队成功测量了样品在 170 吉帕压力（相当于海平面大气压的 170 万倍）和 3,000 开尔文温度下的电导率和导热率。
外核中从外边界到内核边界的压力范围为 135 至 330 吉帕，而温度范围为 4,000 至 5,000 开尔文。内核被认为达到6,000 开尔文以上（但铁在高压下会凝固）。
当团队测量样本中的电导率时，他们发现它比内核 5.65 亿年年龄估计所需的电导率低 30% 到 50%。因此，研究人员可以对核心条件下液态铁的导热率设定上限，这反过来又对可以传导和保留的热量设定上限。
有了这一切，他们终于可以估计地球内核的年龄了。
“一旦你真正知道从外核到下地幔的热通量有多少，你实际上可以思考地球什么时候足够冷却到内核开始结晶的程度，”林说。
有趣的是，该团队的时间线与地球磁场的变化完全一致。 1至15亿年前岩石中磁性材料的排列表明，存在着一种磁场强度增加大约在这个时间——正如对内核结晶的时间所预期的那样。
然而，5.65 亿年前也出现了类似的增长。如果内核结晶得更早，那就意味着 5.65 亿年前地球所做的一切仍然是个谜。
“需要对矿物物理学、地球动力学和古地磁学进行进一步研究来解决这种差异，”研究人员写道。
该研究发表于物理评论快报。
