研究人员表明 氧化铁赤铁矿在地幔内仍保持磁性深处

围绕地球的巨大磁场，保护它免受来自太空的辐射和带电粒子 - 许多动物甚至用于定位目的 - 正在不断变化，这就是为什么地球科学家不断地对它进行监视。旧的着名的地球磁场来源是地球的核心 - 地球内部深达6000公里 - 以及地壳：换言之，我们站在地面上。另一方面，地球的地幔在地球表面以下35至2900公里处延伸，到目前为止，在很大程度上被视为“磁性死亡”。来自德国，法国，丹麦和美国的国际研究团队现在证明了一种氧化铁，赤铁矿，甚至可以在地球的地幔深处保留其磁性。这发生在相对较冷的构造板块中，称为板块，特别是在西太平洋下面。

“这种关于地球地幔和西太平洋强磁区的新知识可以为地球磁场的任何观测提供新的视角，”矿物物理学家和第一作者，德国明斯特大学的Ilya Kupenko博士说。例如，新发现可能与未来对地球和其他行星(如火星)上的磁异常的观测有关。这是因为火星不再具有发电机，因此没有能够产生源自核心的强磁场的源，例如地球上的磁场。因此，现在可能值得对其地幔进行更详细的研究。该研究发表在“ 自然 ”杂志上。

使用的背景和方法：

在地球的金属核心深处，它是液态铁合金，触发电流。在地球最外层的地壳中，岩石会产生磁信号。然而，在地球内部更深的区域，人们认为岩石由于非常高的温度和压力而失去其磁性。

研究人员现在仔细研究了地幔中磁性的主要潜在来源：铁氧化物，它具有很高的临界温度 - 即物质不再具有磁性的温度。在地球的地幔中，由于构造变化，这一过程称为俯冲，铁质氧化物出现在从地壳埋入地幔的地板中。它们可以达到地球内部410至660公里的深度 - 地球上地幔和下地幔之间的所谓过渡区。然而，以前没有人能够在该区域的极端压力和温度条件下成功测量氧化铁的磁性。

现在科学家们结合了两种方法。使用所谓的金刚石砧座细胞，他们在两颗钻石之间挤压微米尺寸的氧化铁赤铁矿样品，并用激光加热它们，达到高达90千兆帕的压力和超过1000°C(1,300 K)的温度。研究人员将这种方法与所谓的穆斯堡尔光谱学结合起来，通过同步辐射探测样品的磁性状态。这部分研究是在法国格勒诺布尔的ESRF同步加速器设施上进行的，这使得观察氧化铁中磁性顺序的变化成为可能。

令人惊讶的结果是，赤铁矿在大约925°C(1,200 K)的温度下保持磁性 - 在地球过渡区深度的太平洋西部俯冲板块中的温度。“因此，我们能够证明地球的地幔并不像迄今为止所假设的那样具有磁性'死'，”明斯特大学矿物学研究所的Carmen Sanchez-Valle教授说。“这些发现可能证明了与地球整个磁场相关的其他结论，”她补充说。

调查地球磁场和极移动的相关性

通过使用卫星和研究岩石，研究人员观察了地球的磁场，以及磁场强度的局部和区域变化。背景：地球的地磁极 - 不要与地理极点混淆 - 不断移动。由于这一运动，他们实际上在地球近代史上每隔200,000至300，000年就相互改变立场。最后一次极地翻转发生在78万年前，而最近几十年科学家们报告了地球磁极运动的加速度。翻转磁极会对现代人类文明产生深远的影响。控制磁极运动和翻转的因素以及它们在翻转过程中所遵循的方向尚不清楚。

在翻转过程中观察到的极点之一的路线在西太平洋上空，与地球地幔中提出的电磁源非常相应。因此，研究人员正在考虑在太平洋上借助岩石记录观测到的磁场不代表在地球表面测量的极点的迁移路线的可能性，而是源于迄今未知的含赤铁矿岩石的电磁源。西太平洋下的地球地幔。

“我们现在所知道的 - 在地球的地幔中存在磁性有序物质 - 在未来对地球磁场和极地运动的任何分析中都应该考虑到这一点，”共同作者教授说。拜罗伊特大学巴伐利亚实验地球化学和地球物理研究所的Leonid Dubrovinsky。

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