@ 2017.02.24 , 14:18
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石英对地磁场年龄悖论的解答

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众所周知,你们人类被一个强烈的地磁场所保护着不收各种太空辐射的侵害。正因为这个地磁场的偏转作用,各种有害的辐射,离子都被阻挡在外,无法到达地面。而这个地磁场被认为是由于地核周围的液态岩浆受热而流动所产生的。

但是关于地磁场的一个悖论科学家们一直未能解释。那就是,液态岩浆形成和流动都建立在炽热地核的基础上,而研究表明地核的年龄仅仅只有十亿年,但是维系地球生命的保护伞,地磁场,却至少已经存在了四十亿年之久。这个悖论产生的核心在于我们地核的热量是怎样驱动液态地幔形成周期性流动的。东京理工大学 Kei Hirose 的研究表明,在我们脚下形成的微小的石英(二氧化硅)结晶也许是这个问题的突破口。根据这些结晶我们可以改变我们对流动地幔浮力的计算模型,从而解决这个悖论。

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在2012年的一次计算机模拟中,地核的热导率被计算出大约为150w/m/k。这个热导率被认为太高而无法在地幔中形成稳定的对流。所以要解决这个悖论只有这几种可能:地磁场的年龄其实没有计算出的那么老,我们的地核开始产生热量的时间比预期的早,或者说有别的什么东西帮助了地幔在四十亿年前获得了稳定的对流。

尽管地核绝大部分是由铁构成的,但是也有一小部分其他元素:5%的镍,2%的硅和5%的氧。为了搞清楚在如此炎热高压的环境下,这些元素是否,或者能以什么样的方式组合到一起并不明朗,Hirose和他的团队使用钻石将这些元素进行挤压,并且用激光将它们加热到了4000摄氏度的高温。在极端的条件下,这些元素融化,硅和氧结合在了一起,形成了石英结晶。理论上来说,在早期地核中形成的石英结晶会改变地核的构造,让缓慢流动的地幔得到更多的浮力,让它们能够更快的上升从而形成稳定对流。

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样本被加热到了4000摄氏度的高温

但是石英晶体并不是唯一的理论,也有学者认为是氧化镁结晶成功的加速了地幔的对流。不管怎么说,对在高温高压下元素的特殊反应确实加深了人类对地球的结构的理解。这篇论文已经发布在了自然杂志上。

本文译自 ScienceAlert,由译者 ST岸天 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 21+1

  1. 温水配白饭
    @9 months ago
    3391285

    我在哪里,我在看什么,啊,好迷惘,我为什么要打开这个页面

    [32] XX [4] 回复 [0]
  2. 3391287

    曹,这个世界被设计的每一部分都这么精密合理。

    [22] XX [0] 回复 [0]
  3. 3391290

    是不是我打赏了就可以假装成我看懂了

    [23] XX [1] 回复 [0]
  4. 3391295

    沙发,沙发,沙发

  5. 3391296

    我是第一个吗?

  6. 3391302

    @ccc: 是因为这个世界每一部分都精密合理才能发展到现在才对

  7. Butters
    @9 months ago
    3391306

    那么
    到底是地核年龄算少了?
    还是磁场年龄算多了?

  8. 楚梵天大使
    @9 months ago
    3391348

    地磁场说不定是处于电离层的。

  9. 楚梵天大使
    @9 months ago
    3391349

    我认为这个电磁场并不是由地核产生的,而是由地球和大气层一起产生的。因为并不是只有地核才有金属元素。况且特斯拉就认为地球可以做成一个超大球形闪电来提供能源。

  10. 3391353

    地核里的铁镍元素本就是原始地球中的,那时还没有沉降成为地核,但是不影响整体表现出磁场呀。各种放射性同位素发热应该是更早期的行为吧,那时还没有这么多铁,同位素衰变放出的热也更多一些,随着时间推移,衰变成为铁,而且逐渐沉降扩充地核。

  11. 双黄蛋
    @9 months ago
    3391394

    @ccc: 嗯,除了异性恋那部分……

  12. Spector
    @9 months ago
    3391399

    所以,问题到底特马的解决没有?

  13. 3391437

    @ccc: 造物主:对呀,我花了这么多年准备来迎接你们这帮小兔崽子,是不是觉得你这辈子值了

  14. 3391443

    磁感线的方向错了。。。

  15. 3391476

    你们人类被一个强烈的地磁场所保护着不收各种太空辐射的侵害
    oioi的小号吗

  16. 3391477

    @齿轮: 没错 地磁南北极和地理的相反

  17. doushitaolu
    @9 months ago
    3391532

    @ccc: 我都 36了还是处,合理个毛啊。

  18. 小小鱼桔子
    @9 months ago
    3391573

    @Butters: 不小心点到了XX。。手机不太灵敏。。。

  19. 3391926

    加热到4000℃,钻石还能承受?

  20. 3397087

    @phane: 因为压力原因, 金刚石的熔点也上升了。而且金刚石是热的良导体,没被激光闪到的部分很快把热散粗去了。

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