研究人員改進了對地球固態內核年齡的估計

美媒稱，通過在實驗室中模擬類似于地球核心的環境，研究人員改進了對地球固態內核年齡的估計，認為其形成年代在10億到13億年前之間。

據美國每日科學網站8月21日報道，這一研究結果將地核置于其13億至45億年估計年齡譜的較小端，但又比最近一項僅5.65億年的估計大一些。

此外，這些實驗和相關理論有助于確定地核的導熱量，以及為“地球發電機”提供動力的能源來源。地球發電機是維持地球磁場的機制，地球磁場能保持指南針的指向，并有助于保護生命免受有害宇宙射線的侵害。

這項研究由美國得克薩斯大學奧斯汀校區杰克遜地質學院的林俊孚教授牽頭。他說：“人們對地球發電機的來源以及磁場的強度感到好奇和興奮，因為它們都是決定行星宜居性的因素。”

研究結果8月13日刊登在美國《物理評論快報》周刊上。

報道介紹，地球的核心主要由鐵構成，內核是固態的，而外核是液態的。鐵通過傳導來傳遞熱量的有效性——即熱導率——是確定地核其他許多屬性的關鍵，包括內核是何時形成的。

多年來，對地核年齡和熱導率的估計從非常古老和相對較低，到非常年輕和相對較高，各不相同。但是，那些對地核年齡更年輕的估計也產生了一種悖論，即在形成內核之前的數十億年里，地核必須達到無法實現的高溫才能維持地球發電機運轉。

報道稱，這項新研究找到一種將地核溫度保持在現實參數范圍內的解決方案，從而化解了這一悖論。找到這種解決辦法依靠的是在類似地核的環境下直接測量鐵的熱導性。在這種環境下，壓力大于100萬個大氣壓，溫度與太陽表面差不多。

新測得的熱導率低于地核較年輕估值的30%至50%，這表明地球發電機是由兩種不同的能量來源和機制維持的：熱對流和成分對流。起初，地球發電機僅靠熱對流維持;現在，兩個機制的作用同樣重要。

林說：“一旦確切知道從外核到下地幔的熱流量，就可以真正了解地球是何時冷卻到內核開始結晶的程度。”

修正后的內核年代可能與地球磁場強度激增相關，磁場強度激增被當時形成的巖石中磁性物質的排列記錄下來。

報道稱，這些證據表明，內核的形成是產生當今強大磁場的重要因素。