揭開地球磁場穩定存在的奧秘

地球磁場
地球磁場能夠保護我們免受宇宙有害射線的侵害,生命的出現也與地球磁場息息相關。那麼,究竟是什麼支撐了地球磁場的穩定存在呢?中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所(簡稱:固體所)特聘研究員亞歷山大·岡察洛夫( Alexander·Goncharov )領導的研究團隊對這一問題做出了回答:他們利用金剛石對頂砧並結合脈衝激光加熱技術,將地球內部極端高溫高壓條件下鐵的熱運動直觀地呈現在我們面前。

科研團隊通過金剛石對頂砧高壓技術結合激光脈衝加熱,從而獲得了上百萬大氣壓、攝氏一千六百至三千度的極端條件,成功模擬了地核內部的極端高溫高壓環境,並利用動態光譜學方法,準確測量了該條件下鐵樣品的熱導率。研究發現,鐵的熱導率範圍為每開爾文每米十八至四十四瓦,這與地球早期磁場的模擬結果一致,證實了在地球剛剛形成的最早期,液態鐵在地球內部不斷對流產生發電機效應,從而在地球外部形成磁場,保證了地球的不斷演化成型和生命物質的產生。

研究顯示,地核中鐵的熱運動不僅能夠維持地球發電機的不斷運轉和地磁場的穩定存在,而且還保證了地核中的熱輻射不會強烈地傳播到地球表面,令到地球在漫長的演化過程中,逐漸冷卻到允許生命產生的溫度條件。

【圖:互聯網;文:節錄自中國科學院合肥物質科學研究院網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在6月5日網上出版的《自然》期刊

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