2005年7月22日
最近,地震学家观察到的速度和方向地震波在地球的下地幔,在400和1800英里之间,差异非常大。“我想我们可能已经发现了地震波旅行所以不一致的原因,”林Jung-Fu。*林的卡内基研究所的地球物理实验室的研究和论文的第一作者发表在7月21日出版的《自然。“这项研究之前,科学家们已经简化了铁对地幔物质的影响。欧洲杯足球竞彩它是地球上最丰富的过渡金属和我们的结果不是什么科学家预计,”他继续说道。“我们可能不得不重新考虑我们认为是隐藏的区域。它比我们想象的要复杂得多。”
下地幔的沉重压力挤压原子和电子紧密合作,相互作用不同于在正常情况下,甚至在轨道迫使旋转的电子配对。理论上,地震波在这种深度行为可能源于vice-gripping压力影响下地幔的电子自旋态的铁材料。欧洲杯足球竞彩林的团队执行超高压氧化最丰富的实验材料,magnesiowustite(毫克、铁)啊,,发现变化的电子自旋状态的铁矿产大大影响magnesiowustite的弹性性质。研究可以解释复杂的地震波异常中观察到的最低地幔。
是这项研究的共同作者维克多Struzhkin阐述了:“这是第一个研究演示实验,magnesiowustite显著变化的弹性下地幔压力下从500000多到100万倍的压力在海平面大气(1)。Magnesiowustite,包含20%的氧化铁和80%的氧化镁,被认为是大约20%的下地幔。我们发现,当受到压力在530000年和660000年之间大气层铁的电子自旋从高自旋状态(未配对)low-spin状态(spin-paired)。在监测铁的自旋态的同时,我们还测量了体积(密度)的变化率magnesiowustite通过电子跃迁。这些信息使我们能够确定地震速度会有所不同,过渡。”
“令人惊讶的是,大部分地震波旅行大约15%速度一旦铁的电子spin-paired镁铁氧化物,”合著者史蒂文·雅各布森评论。“测量速度跳过的过渡,因此,可检测地震的地幔深处。“实验diamond-anvil压力细胞内部使用强烈的x射线光源在国家第三代同步源,芝加哥附近的阿贡国家实验室。
“神秘的下地幔地区不能直接取样。所以我们必须依靠实验和理论。以来发生在地球内部影响整个地球的动力学,对我们来说是很重要的找出导致地震波的不寻常的行为在这一地区,”林说,“到目前为止,地球科学家们了解地球内部只考虑纯氧化物和硅酸盐。我们的结果简单地指出,铁,最丰富的过渡金属在整个地球上,产生了非常复杂的属性,深地区。我们期待我们的下一个实验,看看我们可以改进我们的理解发生了什么,”他总结说。