在那些遥远行星的地下深处有哪些力量在发挥作用?
发布时间:2025-05-07 05:35:13 作者:玩站小弟
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地幔主要由硅酸盐矿物质构成。根据对其它岩质行星的密度计算结果,其内部成分也可能以硅酸盐为主。在地球上,硅酸盐在高温高压下经历的结构变化决定了地球内部的不同分层,比如上地幔、下地幔等等。此次研究团队致力
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(神秘的地球uux.cn报道)据新浪科技(叶子):国外媒体报道,在地球深处发生的物理和化学现象对我们所知的生命形式至关重要。但在那些遥远星球的地下深处,又有哪些力量在发挥作用呢?这些条件又会对星球的宜居性造成怎样的影响呢?
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卡内基地球与行星实验室利用模拟手段、找到了一种全新的晶体结构,将在很大程度上影响我们对大型岩质行星内部的了解。
地球内部活动对维持适宜生命存活的表面环境至关重要,例如驱使“地球发电机”产生磁场、影响大气组成等等,而在所谓“超级地球”这些大型岩质行星深处,法国珠宝数据情况甚至会比地球更加极端。
利用锗酸镁(该物质与地幔中含量最高的硅酸盐矿物质之一非常相似),该研究团队设法掌握了一些“超级地球”等大型岩质系外行星的矿物学信息。当压力达到地球大气压的200万倍时,该物质的物相会发生转变,形成一种独特的晶体结构,其中每个锗原子可以与八个氧原子相结合。这种新型矿物质将对系外行星的内部温度和反应动态产生强烈影响。
几十年来,卡内基实验室的研究人员一直在牵头开展这方面的研究,将各类材料样品置于极端高温和高压之下、试图复制出行星内部环境。但科学家在实验室中复制系外行星内部环境的能力有限。理论模型显示,在质量达地球四倍的岩质行星地幔层的高压之下,硅酸盐会经历几种全新的矿相转变。但我们还从未真正观察到过这种转变过程。
不过,锗可以被视作硅的“完美替身”。这两种元素可以形成相似的晶体结构,但锗发生化学物相转变所需的温度和压力都比硅低得多,因此在实验室中更容易控制和实现。
利用锗酸镁(该物质与地幔中含量最高的硅酸盐矿物质之一非常相似),该研究团队设法掌握了一些“超级地球”等大型岩质系外行星的矿物学信息。当压力达到地球大气压的200万倍时,该物质的物相会发生转变,形成一种独特的晶体结构,其中每个锗原子可以与八个氧原子相结合。
最有趣的一点是,这是两种完全不同的元素,在该结构中居然可以相互替代。在正常条件下,大多数硅酸盐和锗酸盐都会形成所谓的四面体结构:一个硅原子或锗原子位于中间,与另外四个原子相结合。但在极端条件下,情况也会有所改变。
人们之前发现,在极端条件下,硅酸盐中的硅可以与六个原子结合、而不仅仅是四个,这已经颠覆了科学家对地球深处的认知,而此次发现这个数字可以进一步增加到八,更是会对我们对系外行星内部动态的理解产生革命性的影响。
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