二酸化シリコンの結晶化と地球の核の組成の進化
Kei Hirose1, Guillaume Morard2, Ryosuke Sinmyo1
1Earth-Life Science Institute, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1 Ookayama, Meguro, Tokyo 152-8550, Japan.
地球の核はシリコンと酸素の 不純物を含んでいます 実験では,このFe-Si-O合金は二酸化シリコン (SiO2) を結晶化し,早期のコアコンベクションとダイナモ生成を誘導する可能性があることが示されています.
科学分野:
- 地理学
- 高圧鉱物物理学
- 惑星科学
背景:
- 地球の核の密度は 鉄以外の軽い元素の 汚れを示唆しています
- 以前の研究は二進法Fe-SiとFe-Oシステムに焦点を当て,Fe-Si-O三進法が核心条件では十分に研究されていない.
研究 の 目的:
- 地球の核の圧力と温度下でのFe-Si-O三元合金の振る舞いを調査する.
- 結晶化産物と核形成と動力学への影響を決定する.
主な方法:
- 液体Fe-Si-O合金での溶融実験
- 高圧 (40-60 GPa) と高温 (~3,500 K) を達成するために,レーザーで加熱されたダイヤモンド・アンビル・セルを使用した.
主要な成果:
- 酸化シリコン (SiO2) の液体場は,鉄に富んだFe-Si-O三元系において意外と広い.
- 初期のFe-Si-Oコア組成は,冷却時にSiO2を結晶化する.
結論:
- SiO2の結晶化により,ハデアン時代からのコアコンベクションとダイナモ生成に十分な浮力力が生まれます.
- SiO2の飽和は,外核の現在のシリコンと酸素濃度に制限を課します.
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