科学家在地核中或鉴定出新的“不明元素”

地核分解图 图片版权 Science Photo Library
Image caption 有关研究发现,地核内除了铁和镍,可能还有硅元素的存在

日本科学家相信,他们已经发现并鉴定出地核内一种“不明元素”。

他们相信,它是在我们的星球核心当中占有重大比例的一种元素,仅次于铁和镍,并且寻找这种元素已经有好几十年。

现在,通过复制地核内部深处的高温和高压状态,科学家用实验得出推论,这种元素最有可能是硅(silicon,另作“矽”)。

这一发现可能有助于我们更好地了解我们的世界是怎样形成的。

这项研究的领导学者、来自东京大学的大谷荣治告诉BBC新闻网说:“我们相信,硅是一种主要的元素——(地球内核)大约5%的重量可能是由硅溶解成铁与镍的合金。”

难以到达

理论认为,我们地球内部最核心的部分是一个固态的球,半径约为1200公里。

它所年的位置太深,不太可能直接到达进行研究,于是科学家凭借收集在这个区域经过的地震波,一定程度上了解它的构成。

它的主要构成是铁,大约占其质量的85%,镍则约占地核的10%。

但是,将这个比例加起来,则有5%的质量“身份不明”。

为了研究这一部分,大谷荣治和他的团队制造了铁与镍的合金,然后将之与硅混合。

之后,他们将混合物置到高压和高温之下,与地球内核的环境相若。

他们发现,这样的混合所得,与测算地球内核地震波数据的所得相吻合。

大谷荣治表示,还需要做更多的工作,才能确定当中有硅的存在,而且这也不能排除有其他元素存在的可能。

地核结构

英国剑桥大学的西蒙·雷德芬教授(Prof Simon Redfern)对有关研究作出评价时说:“这些困难的实验实在令人兴奋,因为它们能够提供了一扇窗户,窥探地球内部在它45亿年前刚刚形成的时候是怎样的,当时地核才刚刚开始与地球的岩石部分分离。”

“不过其他研究者最近也提出意见,认为氧气可能也是地核当中很重要的部分。”

他表示,知道那里面有什么,或许能帮助科学家更好的了解地球形成过程当中的大致状况。

尤其是地球形成初期的内核中氧气是否极其有限——即所谓的运原状态,还是说氧气是充足的,即所谓的氧化。

如果像大谷教授的结论所指的那样,较多的硅元素的确是存在于40多亿年前的地球内核当中的话,那地球的其他部分就会是氧气相对较多的状态。

不过,如果情况相反,氧气是被地核吸收的话,包围地核的岩石地幔部分就会是氧气枯竭的。

雷德芬教授说:“某种意义上,这两种可能性是二者选一的,它很大程度上取决于地核最初形成时的主要环境状况。”

“这是在我们原本了解的基础所增加的最新研究结果,但是我觉得,它们绝不是这个问题的最后结论。”

大谷教授的研究所得,是在最近于美国旧金山举行的美国地球物理联盟(American Geophysical Union)秋季会议上向外界介绍的。

*关注里贝卡·莫雷勒(Rebecca Morelle)的推特帐户

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