熊本大学 我们的星球有层状结构的硅酸盐地幔和金属核
液态外核位于地表以下2900公里处，那里的压力和温度极高。136千兆帕斯卡(1
3600万个大气压)和>。4000摄氏度
我们星球内部深处的声速和密度剖面由地震学观测给出
学分:中岛耀一助理教授 熊本大学、东京大学以及日本和法国的其他研究人员合作，利用日本的大型同步辐射设备SPring-8，在类似于地球外核的条件下精确测量了液态铁的密度:1，000，000大气压和4，000摄氏度
在这种极端条件下，对液态铁的精确密度测量对于理解我们星球核心的化学组成非常重要
地球有一个固体金属内核和一个液体金属外核，位于地表以下约2，900公里(1，800英里)，两者都处于非常高的压力和温度之下
由于外核的主要成分是铁，而且它的密度比纯铁低得多，所以它被认为含有大量的轻元素，如氢和氧
识别这些光元素的类型和数量将有助于更好地理解地球的起源，特别是构成地球的物质和地球脱离地幔时的核心环境
然而，这首先需要在类似于熔化堆芯的极端压力和温度下精确测量纯液态铁的密度，以便进行密度比较
随着压力的升高，铁的熔点也随之升高，使得超高压下液态铁的密度研究变得困难
以前的高压液态铁密度测量声称，它比堆芯条件下的液态铁密度高10%左右，但所用的冲击压缩实验被认为误差较大
一个金属样品被放在一个带有绝热体的铼垫圈里，被挤压在两颗钻石之间产生高压，并用近红外激光加热
在这种高压和高温条件下的密度测量是通过用x射线束照射样品进行的
学分:中岛耀一助理教授 目前的工作改进了这些测量方法，在SPring-8设备上使用高强度x光来测量超高压和高温下液态铁的x光衍射，并应用一种新的分析方法来计算液体密度
此外，在高达450，000大气压的极端条件下测量液体的声速分布
数据是在不同的温度和压力下收集的，然后与以前的冲击波数据相结合来计算整个地核的密度
目前，估计地球外核密度的最佳方法是通过地震观测
在这项研究中将外核密度与实验测量值进行比较，发现纯铁的密度比地球外核的密度高8%
氧，在过去被认为是一种主要的杂质，不能解释密度的差异，表明存在其他轻元素
这一发现是朝着估算地核化学成分迈出的一大步——这是地球科学中的头等问题
“在世界范围内，使用激光加热的金刚石电池测量超高压下液体的密度、声速和结构的许多尝试已经进行了30多年，但迄今为止没有一次成功，”博士说
中岛耀一，研究合作的主要成员之一
“我们预计，这项研究中实现的技术创新将极大地加速高压液体的研究
最终，我们相信这将加深我们对地球和其他岩石行星深处液态金属核心和岩浆的理解
"
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