高压科学技术高级研究中心 地球的地幔可能被超离子矿物带电
信用:胡庆根 皮尔弗兰科·德蒙蒂斯在1988年说，“冰在高压高温下会变成快离子导体”，但他的预测直到最近还只是假设
经过30年的研究，超离子水冰在2018年得到了实验验证
超级性可能最终解释巨型行星内部的强磁场
地球呢，它的内部也处于极端的压力和温度条件下？尽管地球表面的四分之三被水覆盖，但地球内部很少存在独立的水或冰
水最常见的单位是羟基，它与宿主矿物结合，使它们成为含水矿物
在这里，一个由博士领导的研究小组
胡庆阳博士
达克扬·金和博士
高压科学技术高级研究中心的刘金发现，一种这样的含水矿物也进入了一种奇异的超离子相，类似于巨型行星中的水冰
研究结果发表在《自然地球科学》杂志上
在超纯水中，氢将从氧中释放出来，变成液态，并在固体氧晶格中自由运动
同样，我们研究了一种水合矿物氧化铁氢氧化物，氢原子在氧化铁的固体氧晶格中自由移动
何，谁进行了计算模拟
“它在大约1700摄氏度和800，000倍于正常大气压的温度下发展成超离子相
这样的压力和温度条件确保了地球下地幔的很大一部分可以容纳超离子含水矿物
这些深层区域可能有质子组成的河流，质子流过固体
”博士补充道
金姆（人名）
在理论预测的指导下，研究小组随后试图通过在金刚石砧座室中使用激光加热技术进行高温高压实验来验证这一预测的超离子相
“通过实验来认识H原子的运动，在技术上具有挑战性；然而，氢键的演化对拉曼光谱很敏感
胡，第一作者之一
“因此，我们追踪了氧氢键的演化，并捕捉到了这种奇异状态的普通形式
" 他们发现氧氢键在正常大气压的73000倍以上突然软化，同时氧氢拉曼峰强度减弱约55%
这些结果表明，一些H+可能从氧离域并变得可移动，从而削弱了氧-氢键，与模拟一致
“在高压和室温条件下，氧氢键的软化和弱化只能被看作是超离子态的前兆，因为高温是增加晶胞外迁移率所必需的，”Dr
休斯顿
在超离子材料中，会有明显的电导率变化，这是超离子化的有力证据
该小组测量了样品在高温高压条件下的电导率变化
他们观察到电导率在1500-1700℃和正常大气压的121000倍左右突然增加，表明扩散的氢已经覆盖了整个固体样品，因此进入了超离子状态
“黄铁矿型FeO2Hx仅仅是深下地幔中超离子相的第一个例子，”Dr
刘，该书的合著者
“最近发现的致密含氢氧化物中的氢很可能也表现出超离子行为，这种氧化物在深下地幔的高P-T条件下是稳定的，例如致密的含水相
"
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