Scientists Discover New Components of Earth

科学家通过实验室模拟发现地球深部可能存在新型硅氧化物 科学家在实验室条件下成功模拟了地球深部的高温高压环境，并首次观测到一种此前未被预测的硅氧化物形态。这一发现源于对地幔物质在极端条件下行为的系统性研究，研究团队利用金刚石顶 cell 装置将硅酸盐矿物加热至超过2000摄氏度、施加相当于地球核幔边界压力的环境，随后通过X射线衍射和拉曼光谱技术分析了样品的晶体结构变化。 在压力达到135吉帕斯卡、温度超过2200开尔文的条件下，研究人员检测到一种具有独特晶格对称的硅氧化物相，其硅原子配位数从常见的四配位增加至六配位，氧原子形成了此前在地球物理模型中未被考虑的网络结构。该阶段在压力释放后不稳定，但在模拟的深部条件下可保持存在数小时，表明它可能在地幔低速区或核幔界面处以微小量存在。 研究团队指出，这一新相的发现有助于解释地震波在地幔底部的异常衰减和各向异性现象，这些现象长期以来被归因于未知的物理或化学状态。尽管目前尚无直接地球物理观测能确认该相在天然样本中的存在，但其实验室再现为理解深部物质循环提供了新的物理基础。 该研究由一支来自法国国家科研中心和德国巴伐利亚地质研究所的科学家团队完成，论文已提交至《自然·地球科学》期刊审稿。研究人员强调，后续工作将集中在通过更精准的光谱特征库来匹配地震观测数据，以及评估该相在铁富集环境下的稳定性，以判断其是否可能参与核幔交换过程。 目前，该研究团队已获得法国国家研究署的后续资助支持，计划在未来18个月内开展包含铝和铁杂质的系统实验序列，以检验该相在更复杂地幔成分下的行为。暂未有官方声明表明此发现将直接导致地球内部结构模型的修订，但多个地球物理建模小组已表示将将此新相纳入其状态方程库的后续评估范围。