脉冲激光加热模拟极端条件助力探秘地球磁场
作者:亚傅体育app 发布时间:2021-04-10 00:14
本文摘要:地球磁场需要维护我们免遭宇宙危害射线的侵犯,生命的经常出现也与地球磁场息息相关。那么,到底是什么承托了地球磁场的平稳不存在呢?中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所(以下全称液体所)特聘研究员亚历山大冈察洛夫(AlexanderGoncharov)领导的研究团队对这一问题作出了问:他们利用金刚石对覆以砧并融合脉冲激光冷却技术,将地球内部极端高温高压条件下铁的热运动直观地呈现出在我们面前。

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地球磁场需要维护我们免遭宇宙危害射线的侵犯,生命的经常出现也与地球磁场息息相关。那么,到底是什么承托了地球磁场的平稳不存在呢?中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所(以下全称液体所)特聘研究员亚历山大冈察洛夫(AlexanderGoncharov)领导的研究团队对这一问题作出了问:他们利用金刚石对覆以砧并融合脉冲激光冷却技术,将地球内部极端高温高压条件下铁的热运动直观地呈现出在我们面前。这一研究工作于6月2日在线公开发表在《大自然》杂志上(Nature534,99101)。

  地球内部正处于高温高压环境,其中内地核主要成分是固态铁,外地核为液态铁,液体铁的运动构成地磁场。地核的压力有几百万个大气压,温度有几千开尔文,人们想理解的是在这种极端条件下,热量如何在地核中传播。

因为地球磁场对这种热运动极为脆弱,而正是这部分运动的能量在源源不断的保持地球磁场的不存在。冈察洛夫研究员说道。

  科研团队通过金刚石对覆以砧高压技术融合激光脉冲冷却,从而取得了上百万大气压、1600-3000摄氏度的极端条件,顺利仿真了地核内部的极端高温高压环境,并利用动态光谱学方法,精确测量了该条件下铁样品的热导率。研究找到,铁的热导率范围为每开尔文每米18至44瓦,这与地球早期磁场的仿真结果完全一致,证实了在地球刚构成的最早期,液态铁在地球内部大大对流产生发电机效应,从而在地球外部构成磁场,确保了地球的大大进化成型和生命物质的产生。  研究指出,地核中铁的热运动不仅需要保持地球发电机的大大运转和地磁场的平稳不存在,而且还确保了地核中的热辐射会反感地传播到地球表面,进而使得地球在漫长的演化过程中,渐渐加热到容许生命产生的温度条件。

  作为液体所引入的外专千人计划专家,冈察洛夫研究员领导科研团队搭起了完备的高温高压实验系统,可实现200万大气压、5000摄氏度以上的极端高温高压条件,并正在发展更高精度的动态光谱学测量系统。2015年冈察洛夫研究员被中国政府颁发友谊奖,以表扬其在增进国际科研合作方面的贡献。  上述研究是液体所在极端条件研究方面获得的又一重大成果,该所极端环境能源物质中心研究成果在半年之内倒数2次被《大自然》刊登今年1月6日《大自然》曾公开发表了该中心另一位专家尤金-格列戈良茨(EugeneGregoryanz)研究员的高压研究成果,他们在多达地心的压力无限大下,取得了氢及其同位素氘第五互为不存在的证据,被指出是氢研究领域的里程碑。


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