[美國(guó)每日科學(xué)網(wǎng)站1月28日?qǐng)?bào)道]：地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn)，地球的中心正在“變軟”

一項(xiàng)新研究顯示，下地幔的一部分物質(zhì)擁有不常見的電子特性，使得聲音的傳播速度放慢，這表明這些物質(zhì)比我們此前想象的更軟。這一研究結(jié)果使人們對(duì)下地幔的傳統(tǒng)研究方法提出了質(zhì)疑。

由于無(wú)法直接采取地球最深部的物質(zhì)樣本，科學(xué)家們通過(guò)觀測(cè)地震波的速度來(lái)確定這些物質(zhì)的密度和組成成分的。

下地幔位于地表以下660公里至2900公里處，位于外地核上層。此處的壓力和溫度極高，物質(zhì)不再以地表的巖石形態(tài)存在，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究時(shí)，必須特別小心地控制各項(xiàng)條件。

地球含有豐富的鐵元素，鐵是下地幔中的方鎂礦和硅酸鹽鈣鈦礦的主要組成成分。在此前的研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在下地幔的超高壓環(huán)境下，方鎂礦中的鐵原子最外層的電子被迫配對(duì)，從而在下地幔形成了所謂的自旋轉(zhuǎn)換區(qū)。

卡內(nèi)基學(xué)會(huì)地球物理實(shí)驗(yàn)室的亞歷山大.貢恰羅夫解釋說(shuō)：“當(dāng)高自旋狀態(tài)的未配對(duì)電子被迫配對(duì)時(shí)，它們便轉(zhuǎn)換成低自旋狀態(tài)，此時(shí)，導(dǎo)電率、密度和化學(xué)特性都會(huì)發(fā)生改變。地震學(xué)中最重要的是聲學(xué)特性，即聲音的傳播特性。我們通過(guò)由壓力引起的從高自旋狀態(tài)向低自旋狀態(tài)的轉(zhuǎn)換來(lái)確定方鎂礦的硬度。我們的方法是測(cè)量聲波在同一晶體不同方向的傳播速度。結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)，在一定的壓力范圍（約從39.5萬(wàn)個(gè)大氣壓到59萬(wàn)個(gè)大氣壓）內(nèi)，物質(zhì)變得‘更軟’——也就是說(shuō)，聲波的傳播速度比我們此前的預(yù)想要慢。”

這一發(fā)現(xiàn)意味著，科學(xué)家們可能必須重新繪制下地幔圖。