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中科院专家揭示地球磁场稳定存在的奥秘

中科院专家揭示地球磁场稳定存在的奥秘

  地球磁场能够保护我们免受宇宙有害射线的侵害,生命的出现也与地球磁场息息相关。那么,究竟是什么支撑了地球磁场的稳定存在呢?中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所特聘研究员亚历山大·冈察洛夫领导的研究团队利用金刚石对顶砧高压技术和脉冲激光加热技术,将地球内部极端高温高压条件下铁的热运动直观地呈现出来,这些液态铁不断流动,形成一个永不停歇的类似地球发电机的存在,电生磁从而形成地球磁场。

  这一研究工作于近日在线发表在《自然》杂志上。

  地球内部处于高温高压环境,其中内地核主要成分是固态铁,外地核为液态铁,液态铁的运动形成地磁场。“地核的压力有几百万个大气压,温度有几千开尔文,人们一直想要了解在这种极端条件下,热量如何在地核中传播,并源源不断地维持地球磁场的存在。”冈察洛夫研究员说。

  他和科研团队通过金刚石对顶砧高压技术结合激光脉冲加热,获得了上百万大气压、1600-3000摄氏度的极端条件,成功拼搏在线模拟了地核内部的极端高温高压环境,并利用动态光谱学方法,准确测量了这种拼搏在线极端条件下铁的热导率。

  据介绍,他们模拟并测出的这个铁的热拼搏在线导率大小不仅能保证液态铁在地球内部不断对流,产生“发电机”效应,从而在地球外部形成磁场;而且还保证了地核中的热辐射不会强烈地传播到地球表面,进而使得地球在漫长的演化过程中,逐渐冷却至保持生命产生的温度条件。

  作为固体所引进的“外专千人计划”专家,冈察洛夫研究员领导科研团队搭建了完善的高温高压实验系统,可实现200万大气压、5000摄氏度以上的极端高温高压条件,并正在发展更高精度的动态光谱学测量系统。2015年冈察洛夫研究员被中国政府授予“友谊奖”,以表彰其在促进国际科研合作方面的贡献。