科學家合成某種存於地核內的鐵

國際研究團隊（法國巴黎薩克雷大學、歐洲同步輻射機構等），成功合成單晶鐵，形態與地核鐵一樣。發表於《物理評論快報》期刊的論文，團隊介紹如何利用實驗方法合成純單晶 ε-鐵，以及這種材料的可能用途。

▲ 透過金剛石砧壓縮鐵的特定結晶方向，研究員首次創造地核內可能有的鐵金屬結構。（Source：APS）

試圖了解地球內部構造時，科學家主要靠地震數據，研究顯示地核中心是固體，外圍是液體層。然而仍有未解之謎，如早在1980年代研究顯示，地震波在兩極間傳播速度比赤道到赤道快，但沒人能解釋原因。

多數理論認為，可能是地核鐵結構不同。如果可在地表製造和測試地核鐵類型，問題就可有合理解釋。但事實證明，由於合成過程會產生壓裂，實驗很具挑戰性。此次團隊克服問題，並找到合成鐵的方法，可測試地核鐵特性。

團隊將α-鐵樣品以7GPa壓力壓縮，使絶對溫度上升到約800K，使結構轉為γ-鐵晶體，更大壓力可使γ-鐵形成ε結構的鐵單晶體，認為與地核鐵類型相同。

實驗表明，合成的ε-鐵有方向依賴性，就像地核鐵的行為，沿球體某軸振動傳播速度比另一軸更快。團隊認為此方法可合成鐵樣品，以測試地核組成理論。

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（本文由 台北天文館 授權轉載；首圖為示意圖，來源：pixabay）