研究揭示火星核幔分異過程----中國科學(xué)院

加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

首頁 > 科研進(jìn)展

研究揭示火星核幔分異過程

2024-12-31 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)

【字體：大中小】

語音播報

核幔分異是類地行星歷史上規(guī)模最大的物質(zhì)重組過程，奠定了類地行星的長期演化格局，為理解火星的形成演化和地球等類地行星的演化規(guī)律提供了重要參考。目前，由于數(shù)據(jù)的稀缺性和火星核成分的不確定性，科學(xué)家對火星核幔分異過程尚不明晰。

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授李云國團(tuán)隊(duì)等通過第一性原理自由能計算揭示了火星核和火星幔的分離過程，發(fā)現(xiàn)了約束火星的核幔分離發(fā)生在超于先前估計的高溫高壓條件下。該研究對理解火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與長期演化具有重要意義。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)通報》（Science Bulletin）上。

研究通過分析氧化鐵在核與幔物質(zhì)間的分配行為，并結(jié)合美國“洞察”號火星探測器提供的火星化學(xué)組成數(shù)據(jù)，對火星的核幔分異過程進(jìn)行了重新評估。研究人員采用第一性原理熱力學(xué)計算方法，模擬了液態(tài)鐵與硅酸鹽熔體之間的氧化鐵分配系數(shù)，結(jié)果與現(xiàn)有低壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致。同時，研究厘定了溫度、壓力、氧逸度和硫元素對分配行為的影響。

進(jìn)一步，研究人員根據(jù)上述結(jié)果與火星氧化還原狀態(tài)對核幔分異模式條件進(jìn)行了約束。研究發(fā)現(xiàn)，火星的核幔分異發(fā)生在超過2440K的溫度和14至22GPa的壓力下。這些估計值高于此前相關(guān)報道，但與火星隕石中的中度親鐵元素豐度及火星聚積模型的結(jié)果相符。

這一研究修正了人們對火星核形成條件的認(rèn)識，并為未來行星形成模型提供了新的研究視角。

研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、中國科學(xué)院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等的支持。

論文鏈接

火星早期圈層分異形成過程示意圖

核幔分異是類地行星歷史上規(guī)模最大的物質(zhì)重組過程，奠定了類地行星的長期演化格局，為理解火星的形成演化和地球等類地行星的演化規(guī)律提供了重要參考。目前，由于數(shù)據(jù)的稀缺性和火星核成分的不確定性，科學(xué)家對火星核幔分異過程尚不明晰。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授李云國團(tuán)隊(duì)等通過第一性原理自由能計算揭示了火星核和火星幔的分離過程，發(fā)現(xiàn)了約束火星的核幔分離發(fā)生在超于先前估計的高溫高壓條件下。該研究對理解火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與長期演化具有重要意義。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)通報》（Science Bulletin）上。研究通過分析氧化鐵在核與幔物質(zhì)間的分配行為，并結(jié)合美國“洞察”號火星探測器提供的火星化學(xué)組成數(shù)據(jù)，對火星的核幔分異過程進(jìn)行了重新評估。研究人員采用第一性原理熱力學(xué)計算方法，模擬了液態(tài)鐵與硅酸鹽熔體之間的氧化鐵分配系數(shù)，結(jié)果與現(xiàn)有低壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致。同時，研究厘定了溫度、壓力、氧逸度和硫元素對分配行為的影響。進(jìn)一步，研究人員根據(jù)上述結(jié)果與火星氧化還原狀態(tài)對核幔分異模式條件進(jìn)行了約束。研究發(fā)現(xiàn)，火星的核幔分異發(fā)生在超過2440K的溫度和14至22GPa的壓力下。這些估計值高于此前相關(guān)報道，但與火星隕石中的中度親鐵元素豐度及火星聚積模型的結(jié)果相符。這一研究修正了人們對火星核形成條件的認(rèn)識，并為未來行星形成模型提供了新的研究視角。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、中國科學(xué)院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等的支持。論文鏈接火星早期圈層分異形成過程示意圖

打印