地球的中心是什么?

通过粉碎两颗钻石之间的物质来模拟地球内部异常高温和高压的新实验，为我们的星球是由什么组成的以及它的成分来自哪里等古老的问题提供了答案。

法国巴黎地球物理研究所(Paris Institute of Earth Physics)的地球物理学家巴德罗(James Badro)教授说，我们正在测量以前没有测量过的东西。

巴德罗教授一直在与同事们一起进行DECORE项目，该项目由欧盟欧洲研究理事会(ERC)支持，旨在了解地核的组成。地核被认为主要由铁组成，但对地震波的分析表明，地核的密度不足以使其本身成为铁。

了解确切成分的最佳方法是在实验室中复制核心的条件。这意味着温度高达数千度，压力约为100吉帕，是大气压力的100多万倍。

为了模拟这种情况，Bardo教授和他的同事们使用了一个金刚石砧细胞——一个在两个金刚石尖之间粉碎样品的装置——他们用激光加热。他们从细胞中的两个样本开始:一个是由硅酸盐组成的，就像地球的地幔一样，另一个是由铁组成的。

一旦样品被压碎并加热到类似核的状态，研究人员就结合使用两种技术——离子束显微镜和电子显微镜——来推断合成合金的成分。

他们发现，硅酸盐中的一些元素——钒、铬、镍和钴——大量渗入铁中，而其他元素——硅和氧——只渗入少量。合成合金的密度正好可以解释从地核接收到的地震波的类型，这表明合金的成分与地核相同。

资料解释

从某种意义上说，金刚石砧细胞为复制极端条件提供了一条简单的途径。但这些数据并不总是容易解释的。

德国拜罗伊特大学(University of Bayreuth)的丹·弗罗斯特(Dan Frost)教授说，特别是，在实验过程中施加在样品上的确切压力很难确定。这很重要，因为它是与地球表面以下深度相对应的参数。

尽管基础物理学认为，压力是单位面积上施加的力，但其数量很难计算，因为钻石尖端提供的一些力总是“泄漏”回固定垫片。

作为erc资助的另一个名为DEEP的项目的一部分，弗罗斯特教授和其他人开创了一种记录金刚石砧细胞内部可靠压力的方法。他们测量了两个不同的参数——样品体积和可压缩性——这两个参数可以被输入一个方程来求解压力。

进行这些测量需要能够同时进行两种分析技术的仪器。弗罗斯特教授说:“我们必须把零碎的东西拼在一起，这是一项定制工作。”弗罗斯特最近因为这项工作获得了德国研究基金会(German Research Foundation)颁发的250万欧元莱布尼茨奖(Leibniz Prize)。

因此，弗罗斯特教授和他的同事们设法绘制了一个表格，说明了样品的体积与温度和压力的关系。因此，在未来，所有研究人员需要做的就是测量样品体积来找到准确的压力。

地幔

这项工作已经有了成果。在对不同压力、不同深度下的矿物进行研究后，研究人员认为，地球的下地幔应该与上地幔具有相似的化学成分。

这一结果使人们对地球的起源产生了不同的看法。一些科学家曾认为，地球至少有一部分是由陨石构成的，而陨石很可能来自小行星带，由于这些陨石没有上地幔的确切成分，因此他们假设，缺失的成分已经沉入了下地幔。

弗罗斯特教授说，如果这两个地幔区域的成分相同，那么这个理论就不成立了——地球可能是由早期太阳系其他地方的物质构成的。

他补充说:“这是我们真正着迷的地方，地球的形成。”“追踪所有这些积木的来源。”