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金属可能在岩石中肆虐以制造陆地行星的核心

2019-07-22

金属可能在岩石中肆虐以制造陆地行星的核心

在地球可以划分的三个广泛分层中,地壳(最外层)和地幔(中间)富含硅酸盐,并且像内核周围的东西一样,是高度金属的。 虽然我们已经知道这一点,但对于地球是如何获得金属核心还没有达成共识。

事实上,太阳系中的所有类地行星都有金属核心,科学家们一直在努力解释它是如何形成的。 周一发表在“美国国家科学院院刊”上的一项新理论认为,这种情况发生在熔岩金属通过岩石颗粒之间的间隙渗透到岩石行星的内部深处。

早期关于金属在行星形成的高温和高压条件下的行为的理论提出,在行星形成时,一些熔融金属仍然被困在彼此隔离的岩石颗粒之间的间隙中。 新的研究表明,一旦孤立的孔隙长得足够大以便相互连接,被困的熔融金属就会开始流动,沿着晶界向下流动,沿着地幔向下滴落并积聚在岩心中。

研究报告的共同作者,德克萨斯大学奥斯汀分校副教授Marc Hesse说:“我们所说的是,一旦熔体网络变得连通,它就会保持连接,直到几乎所有的金属都在核心中。”周一 。

该研究是Soheil Ghanbarzadeh的博士论文,他获得了博士学位。 在大学里。 在他的论文中,随着孔隙度的增加或减少,他开发了岩石颗粒之间熔融岩石分布的计算机模拟。 研究人员发现,即使孔隙率显着降低,金属也会持续流动,这与早期的模拟和理论形成鲜明对比。

Melt Networks 不规则颗粒中熔体网络的图像(a)在德克萨斯大学奥斯汀分校的一项研究中使用,以及在以前的研究中使用的常规颗粒熔融网络(b)。 他们的模拟表明,谷物的不规则性促进了熔体的连通性。 照片:UT奥斯汀

对于模拟,Ghanbarzadeh使用不规则的颗粒几何,被认为更好地反映了现实生活条件。 早期的模拟依赖于产生几何图案的规则的相同颗粒。 新模型显示,在流动和渗透停止后,硅酸盐地幔中仅剩余1-2%的初始金属残留,这与地球金属的地幔有多少一致。

Ghanbarzadeh说:“我们在这里做的不同之处是添加好奇元素,看看当你从多孔的韧性岩石中排出熔体时会发生什么。”

标题是“金属连通性滞后导致的星子中的渗透核心形成”,也是由Masea Prodanovic和Hesse共同撰写的,他是Ghanbarzadeh的顾问。


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责任编辑:畅�