地球核心温度测量研究取得重大突破

作者黄湘红段跃初

在2024年12月18日出版的《物理学17》第139页上，一项关于测量地球核心温度的研究引起了广泛关注。这项研究由法国欧洲同步辐射设施的索菲亚·巴卢加尼及其同事完成，他们通过测量铁在高瞬态压力下的熔化温度，设定了内核和外核边界的温度上限。

地球核心主要由铁构成，了解铁在高压和高温下的行为对于理解地球的发电机以及其他内部过程至关重要。此前，研究人员通过理论和实验相结合绘制了部分相关的压力 - 温度相图，但由于实验室中极端情况难以长时间维持，存在着巨大的差距和不确定性。

巴卢加尼团队采用了一种动态方法，将纯铁样品置于270吉帕（GPa）的压力下，接近地球内核边界的330吉帕，并测量其熔化时的温度。他们使用激光压缩技术，同时将其与X射线吸收光谱相结合，这种技术对结构和温度非常敏感。实验中，样品在240 GPa的压力下开始熔化，温度为5345 K。

通过推断，研究人员得出地球内核边界的温度上限不高于6202 K。这一成果意义重大，因为核心中的铁与镍和其他元素混合会降低其熔点，而此次研究设定的温度上限为理解地球核心的物理过程提供了关键依据。

这项研究有助于我们更好地理解地球的内部结构和动态过程。地球核心的温度影响着地球磁场的产生和维持，而磁场对地球生命的保护至关重要。了解地球核心温度的上限，有助于我们更深入地研究地球的演化和地质活动。

有专家表示，这项研究是对地球核心温度认识的重要一步。它为进一步研究地球内部的物理过程提供了基础，也为未来的相关研究指明了方向。虽然目前仍存在一些不确定性，但这项研究为我们提供了更准确的温度范围，有助于推动相关领域的发展。

此次研究成果在《物理学17》上发表，研究团队的努力和创新为科学界带来了新的突破。相信随着研究的不断深入，我们对地球核心温度的认识将会更加全面和深入。

参考文献：

Taking the Temperature of Earth’s Core｜American Journal of Physics