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科学家首次发现地球内部超离子态矿物相

2021-03-17 光明网 【 字体:

  深下地幔高导电的超离子态

  北京高压科学研讨中心研讨员胡清扬、Duckyoung Kim和刘锦团队行使实际计较和实行相结合的办法,初次发明地球深部的含水矿物——羟基氧化铁(FeO2H)会在约75万个大气压、1500摄氏度以上时进入超离子态,而这个温度和压力局限笼罩了下地幔深部的大部分地区。相干任务近期宣布于《自然—地球科学》。

  水在极其低温高压前提下会进入超离子态。在地球外部低温高压情况下,氢原子是否在庞杂的含水矿物晶格中自在举动而构成超离子态?

  研讨团队起首经由过程实际计较,发明在超离子态下,自在挪动的氢离子会导致FeO2H的电导率在相变点忽然添加。随后经由过程低温高压下的电导率丈量,发明在100万~121万个大气压下,当FeO2Hx 被加热到1500~1700摄氏度时,其电导率增大了两倍。低温促使氢离子像自在电子一样在FeO2晶格中自在挪动,从而使电导率急剧添加。电导率的渐变是超离子态最间接最强无力的证据,因此研讨职员以为FeO2Hx 在此温度压力前提下进入了超离子态。

  FeO2H是地幔深部首个被发明的超离子态含水矿物。传统以为受制于固体相的高黏性,地幔对流是很慢的,地幔外部举动平常以万年以至百万年为单元。超离子态氢类似于液体,在低温下能停止高速分散活动。它不但能疾速通报热能,同时因为氢拥有品质,因此也是物资传输的载体。这一发明将使得地幔对流速度比以往提拔数个数量级,并关于地球外部的物资和能量轮回发生宏大改动。(记者闫洁)

[义务编纂: 张梦凡 ]

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