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9 R& y& L( H) D; l3 p- H IT之家 11 月 28 日消息,一系列新的实验表明,地核外部神秘的 E-prime 层是由于地核渗水形成的。
x( t! i6 [: q" Z* x+ @; U 地质学家在 1990 年代,发现地球外核周围存在薄层,是围绕固体内核的液态金属漩涡海洋,并将其称为 E-prime 层或 E 层。
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* q) S2 `, |9 b: d E-prime 层厚度超过 60 英里(100 公里),位于地球表面以下约 1800 英里(2900 公里),相比较地球内部的其他部分来说较薄。
' E) Y6 h6 m) S 地质学家此前推测 E-prime 层是古代含铁的岩浆留下的,而 11 月 13 日发表在《自然地球科学》杂志上的一项新研究中,E-prime 层可能是下沉的构造板块等因素,导致水渗透进入,和与外核的金属表面发生反应而形成的。 + H* B3 R Z' t
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这一过程可能产生了大量的硅晶体作为副产品,这些晶体已经被输送到地幔,从而改变了地幔的化学成分和物理性质。 + o p1 g+ C, t- o6 u7 c U" X0 \
为了验证这一假设,研究人员进行了一系列实验室实验,以复制水在强烈压力下与外核如何发生反应。他们使用了一种特殊的装置,可以在高温和高压下压缩和加热水和金属样品,然后使用 X 射线和声波来检测样品的变化。 7 b# D1 U6 |$ ]9 g9 J/ n

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他们发现,水中的氢替代了液态金属中的硅,这迫使硅以晶体形式从金属中排出。这些硅晶体的形状和大小与地震波在 E-prime 层中观测到的变化相一致,这表明 E-prime 层可能是一个富含氢而硅贫的外核层,这与先前对其成分的假设相悖。
. r% P3 j( T8 v. P+ R IT之家附上论文参考地址:Kim, T., O’Rourke, J.G., Lee, J. et al. A hydrogen-enriched layer in the topmost outer core sourced from deeply subducted water. Nat. Geosci. (2023). https://doi.org/10.1038/s41561-023-01324-x
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