圖片說明：用金剛石壓砧產生高壓模擬地球內部壓力
（圖片來源：美國卡內基研究所，Alex Goncharov）美國科學家近日通過模擬深層地幔環境，發現兩種主要地幔礦石中的Fe3+離子濃度決定了這一區域的熱傳導，而Fe2+離子的作用比預想的要小得多。這一發現對當前的地幔動力學模型提出了質疑。相關研究論文發表在11月13日的《自然》（Nature）雜志上。要理解地球的演化，包括大氣中氧的出現、火山和地震的成因，科學家需要探測非常深的下地幔——地表下方660到2900公裡的區域。論文第一作者、美國卡內基研究所的Alexander Goncharov解釋說：“下地幔位於地核上方，壓力從23萬倍到130萬倍海平面大氣壓不等，溫度大約從2800到6700華氏度不等。80%的地幔是由含鐵的硅酸鹽鈣鈦礦構成，其余則是低鐵方鎂石。這兩種礦石中的鐵元素都對地幔性質有很大的影響。”Goncharov與其他研究人員開發了一套新的光譜學系統，來解釋地幔物質如何從波長為紅外至紫外的電磁波中吸收熱量。研究人員將礦石置於相當於地幔處壓力的環境中——室溫下高達130萬個大氣壓，結果發現，熱吸收與硅酸鹽鈣鈦礦和低鐵方鎂石中Fe3+離子的含量密切相關。硅酸鹽鈣鈦礦在可見光和近紅外光下的的熱量吸收實驗顯示，Fe3+離子氧化過程中的電荷轉移對熱吸收具有決定性作用。論文合著者Viktor Struzhkin說：“實驗結果顯示，地幔中鐵離子含量以及其獲得和失去電子的過程決定了地幔這部分的熱導率，我們需要利用這些新收集的信息，來重新審視地幔柱和這一區域的其他動態特性受到的影響。”(科學網 徐青/編譯)（《自然》（Nature），doi:10.1038/nature07412，Alexander F. Goncharov，Benjamin D. Haugen）