實驗室模擬地核環境：探究地球磁場成因

正因為地球磁場，我們才不會被宇宙射線輻射致死，但是這東西一開始從哪來的呢？

我們知道地核里有個所謂的地球發電機，它製造了磁場，可是科學家們並不確定它是如何開始的。

最近在《自然》上發表的一篇研究中，研究者們通過模擬地核附近的條件揭示了地球磁場的新成因。

我們的行星是由環繞太陽的岩石物質形成，隨著時間發展，密度較大的鐵就下沉了——產生了我們現在所知道的分層：地核，地幔和地殼。現在的內核是固體鐵，和一些在初始成層過程中一起下沉的其他物質。外核液態的鐵合金，它的運動產生了地球磁場。

模擬地核環境

研究團隊說他們想知道固態的內核與外核里的液態物質是如何導熱的，從而可以了解地球和它的磁場的演化過程。他們還想要了解維持一個連續不斷的磁場所消耗的能量。但是，這些都發生在極端條件下，溫度極高，壓力極大。因此，在地球表面無法重現同樣的過程。

卡內基研究所的地球物理學家，研究作者Alexander Goncharov說：「我們急切需要在類似地核的條件下直接測量地核物質的熱導率。因為，我們顯然不可能跑到地核附近區採集樣本。」

團隊使用了一個激光加熱金剛石壓腔來模擬地核環境，從而知道鐵在地核處是怎樣導熱的。金剛石壓腔通過壓砧兩個金剛石之間的材料樣本，可以在實驗室中製造地球深處的超高壓。激光可以將材料加熱到實驗所需的地核溫度。

有了這套實驗室模型，無論是水星內部的鐵，還是地球內部的鐵，團隊都可以模擬出不同溫度和壓力下的鐵樣本——從34.5萬個標準大氣壓到130萬標準大氣壓，從2400華氏度到4900華氏度(1300-2700攝氏度)。

他們知道這些鐵的熱導率跟地核處估計的熱導率下端是一致的，即18到44瓦/米·度。這跟原來的預測相同，即從地球初始之時，這股維持地球發電機的能量就一直存在。

Goncharov說：「為了更好理解地核熱導率，我們下一步將研究那些跟隨鐵一同下沉的非鐵材料如何影響行星內部的熱過程。」

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