地球深處驚現新形金屬

【美國每日科學網站12月19日報道】題：地球深處的新型金屬：氧化亞鐵在高溫高壓下發生轉變

　　地球深處的高溫和高壓將原子和電子緊密地擠壓在一起，使它們以截然不同的方式相互作用。物質發生了變化。新實驗和超級計算機的計算結果顯示，在地球深處的環境下，氧化亞鐵會發生一種新的轉變。氧化亞鐵FeO是地幔中含量第二大的礦物鐵方鎂石的成分。

　　這一發現刊登在《物理評論通訊》即將出版的一期上，可能會改變我們對地球深處的動態和磁場的認識。

　　鐵方鎂石含有鎂和氧化亞鐵。為了在實驗室中模擬極端環境，包括卡內基地球物理實驗室的羅納德·科恩在內的團隊研究了氧化亞鐵在壓力高達140萬個大氣壓、溫度高達4000華氏度(與地核和地幔交界處的環境差不多)時的導電性。他們還使用了一種新的計算手段，該手段只利用基礎物理學來模擬電子間複雜的交互作用。理論和實驗都預測FeO發生了新的金屬化過程。

　　在這些極端條件下，化合物常常會發生結構、化學和電子等方面的變化。和之前所想的相反，氧化亞鐵在69萬個大氣壓和3000華氏度下從絕緣狀態變成了一種導電性極強的金屬，但它的結構並未發生變化。此前的研究曾假定FeO的金屬化與其晶體結構的變化有關聯。這一研究結果意味著，由溫度和壓力條件而定，氧化亞鐵既可以是一種絕緣體也可以是一種金屬。

　　科恩解釋說：「在高溫條件下，氧化亞鐵晶體中原子的排列結構與常見的食鹽相同。就像食鹽一樣，FeO在常溫條件下是良好的絕緣體它不導電。老的測量手段顯示，FeO在高溫高壓下會金屬化，但當時人們認為那是形成了新的晶體結構。而我們的新研究結果顯示，FeO金屬化的過程中結構並沒有發生變化，且需要溫度和壓力的共同作用。」

　　科恩還說：「FeO的金屬狀態將加強液態的地核和下地幔之間的電磁相互作用。這會密切關係到形成於地核外核的地球磁場。這將改變磁場擴散至地球表面的方式。」 (來源：新華國際)

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