地球外核中可能存在向上移动的富含硅的“雪”

通过聆听地球内部地震的回声，我们可以很好地猜测地球内部有什么，而无需将其分割开来。 不幸的是，地震波常常存在科学家尚未完全理解的不一致之处。

变异性的来源之一发生在地表以下约 3,000 公里（不到 1,900 英里）、液态铁合金外核和地幔之间的低密度物质区。

一项新的研究提出，从外核升起的富含硅的“雪”可能有助于解释观测中的一些异常现象。 由于硅会使颗粒比周围的液态铁轻，因此材料可能会流向地幔并沉积在漂移中，导致声波以不可预测的方式扭曲。

“如果硅和氢是最外层核心中两种主要的轻元素，并且丰度适当，那么就会出现这种上升的富含硅的雪，”地球科学家傅苏玉说来自日本东京大学。

为了测试这一点，研究小组在实验室中重现了地球外核内部的条件。 将铁硅合金装入氢气-氩气中，然后在超压缩器中进行超压缩。金刚石砧座。

地质学家经常使用这些设备来达到与我们自己的行星内部相当的压缩水平。 通过两颗钻石（因此得名）之间的机械力压缩样品，并研究其变化。

在这种情况下，使用激光加热样品并通过 X 射线进行监测。 科学家们克服了之前实验中的一个问题，即高温会导致含有铁合金的氢扩散到金刚石中。

“我们的团队开发了一种新方法，将氢与氩在金刚石砧池中混合，”地球科学家 Sang-Heon Dan Shim 说道，来自亚利桑那州立大学。

“氩气不会与样品发生反应，但会抑制氢扩散到金刚石砧中，使我们能够在实验室中实现极端条件。”

在与地球外核相似的压力和温度条件下，研究人员发现，富含硅的微晶“雪”可能会形成并通过密度更大的液态铁上升，积聚在地幔和外核的边界，可能导致一些科学家在扫描地球最深处时注意到的异常现象。

虽然您可能认为这些对于地球表面的我们来说都不算太重要，但外核的运动驱动着我们星球的磁场，这反过来又保护我们免受外太空和地球的磨损影响。。

更好地了解外核的内容、它的运动方式以及这可能如何影响它与地幔的相互作用，对于预测地球磁场未来如何继续运行至关重要。

“我们在芝加哥下雪的冬日进行实验时发现了富硅合金结晶。,”希姆说。

“有趣的是，这种结晶行为可能导致外核中富含硅的雪上升。”

该研究发表于自然。