佛羅里達(dá)州塔拉哈西——佛羅里達(dá)州立大學(xué)和萊斯大學(xué)的新研究提供了對(duì)地球外核中碳含量的更好估計(jì)，這項(xiàng)工作表明，地核可能是地球上最大的碳元素儲(chǔ)存庫(kù)。
該研究發(fā)表在《通訊地球與環(huán)境》雜志上，估計(jì)地球外核的 0.3% 至 2.0% 是碳。
盡管那里的碳百分比很低，但由于外核太大，它仍然是一個(gè)巨大的數(shù)量。研究人員估計(jì)，外核包含 5.5 到 36.8 × 10^24 克的碳——這是一個(gè)巨大的數(shù)字。
“了解地核的組成是固體地球科學(xué)的關(guān)鍵問(wèn)題之一，”共同作者、地球、海洋和大氣科學(xué)系地質(zhì)學(xué)副教授 Mainak Mookherjee 說(shuō)。“我們知道行星的核心主要是鐵，但鐵的密度大于核心的密度。核心中必須有較輕的元素來(lái)降低其密度。碳是一個(gè)考慮因素，我們正在對(duì)可能存在的碳量提供更好的限制。”
先前的研究估計(jì)了地球上的碳總量。這項(xiàng)工作將地球碳含量的估計(jì)值細(xì)化到大約百萬(wàn)分之 990 到超過(guò)百萬(wàn)分之 6,400 之間的范圍。這意味著地球的核心——包括外核和內(nèi)核——可能含有地球 93% 到 95% 的碳。
因?yàn)槿祟?lèi)無(wú)法進(jìn)入地核，只能用間接的方法來(lái)分析。研究小組將通過(guò)地球傳播的壓縮聲波的已知速度與在地球外核的壓力和溫度條件下模擬鐵、碳和其他輕元素的不同成分的計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行了比較。
主要作者和博士后研究員 Suraj Bajgain 說(shuō)：“當(dāng)我們模擬中的聲波速度與觀測(cè)到的穿過(guò)地球的聲波速度相匹配時(shí)，我們就知道模擬與外核的實(shí)際化學(xué)成分相匹配。”
科學(xué)家們之前曾試圖給出外核中碳含量的范圍。這項(xiàng)研究通過(guò)在估計(jì)外核成分的模型中包括其他輕元素——即氧、硫、硅、氫和氮——來(lái)縮小可能的范圍。
就像氫和氧等元素一樣，碳是生命必需的元素。這是使地球上的生命成為可能的一部分。
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