鉄の音速は110ギガパスカルまで

科学分野:

• 地質物理学 地質物理学とは地質物理学です.
• マテリアルサイエンス 材料科学
• 凝縮物質物理学 凝縮物質物理学

背景:

• 地球の内核の組成を理解することは,地球物理学にとって極めて重要です.
• 鉄は地球の核の主要な成分ですが,その高圧相は完全に理解されていません.

研究 の 目的:

• 高圧下における六角密封鉄 (hcp) の音響フォノン分散を測定する.
• hcp鉄が地球の内核の地震観測と一致するかどうかを判断する.

主な方法:

• 非弾性X線散射 (IXS) は,フォノン分散を測定するために使用されました.
• ポリ結晶鉄のサンプルを,ダイヤモンド・アンビル・セル (DAC) を使用して,最大110GPaまで圧縮した.
• 縦波速度 (VP) は,フォノン分散曲線から計算した.

主要な成果:

• hcp鉄のフォノン分散曲線は,19から110GPaの間で測定されました.
• 波の沿線速度 (VP) は,圧力によって7000m/sから8800m/sに増加した.
• Hcp鉄のVPはビーチの法則に従っており,内核の圧力への偏積を可能にします.

結論:

• 推計された速度は,地球の内核の密度が純粋な鉄より4〜5%低いことを示唆している.
• この密度赤字は,内核に軽合金元素が存在することを示している可能性があります.