一份最新的調(diào)查表明,在地球誕生之初的數(shù)百萬(wàn)年里,圍繞著地核的熔融物劃分為涇渭分明的兩層,最下面一層的密度幾乎是最上層,也就是最接近地面那一層的2倍。
研究者收集數(shù)據(jù)的方法是先在金剛石中對(duì)玄武巖(火山巖的一種)進(jìn)行擠壓,所需的壓強(qiáng)是地球海洋表面大氣壓的60萬(wàn)倍,或者等同于距地表1 400 km的深層巖石所受到的壓強(qiáng)。微小的鉆石砧是為數(shù)不多的可以承受如此大壓強(qiáng)的材料之一。
在對(duì)樣本進(jìn)行擠壓的同時(shí),研究小組還通過(guò)高能X射線脈沖把樣本加熱到約3 000℃,這是首次將脈沖與高能X射線組合使用的案例。測(cè)試顯示:由于地表附近的壓強(qiáng)相對(duì)較低,玄武巖漿的密度在2.7 g/ cm3左右。但是,在地表以下1400 km的地方無(wú)論是溫度還是壓強(qiáng)都極高,因此玄武巖漿的密度可能會(huì)達(dá)到5 g/cm3。
玄武巖漿濃度增加的同時(shí)會(huì)使得熔融物變得更堅(jiān)硬,這是因?yàn)槭艿叵赂邏簭?qiáng)的影響,與硅原子配位的氧原子變成了6個(gè),而不是低壓強(qiáng)下的4個(gè)。研究者認(rèn)為,這個(gè)巖漿層可能只維持了不到1億年的時(shí)間,卻深刻地影響了地球的冷卻速度、地球內(nèi)部分布的元素種類的多少以及地幔的形成。盡管科學(xué)家早已從理論上推斷出地球早期的巖漿分為2層,但最新發(fā)現(xiàn)是第一份可以支持這一理論的確鑿證據(jù)。