动高压物理在地球与行星科学研究中的应用

• 作者: 毕延 经福谦
• 来源期刊: 地学前缘
• 学科: 地球科学
• 关键词: 内核边界处铁的熔化温度(锚定温度) 1770km深处的成分不连续面 下地幔中的热异常 核幔边界 地球原始大气的形成 巨行星的物质组分模型 行星表面的大型撞击 K-T(白垩纪-第三纪)界面的大规模灭绝事件
• 年，卷（期）: 2005,（1）
• 所属期刊栏目: 深部地球物质科学与高温高压实验技术
• 页码范围: 79-92
• 页数: 14页
• 分类号: P5
• 字数: 15594字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1005-2321.2005.01.012

摘要

综述了动高压物理应用于地球和行星科学研究中的一些最新进展,包括地球内部的物质组成与热力学状态,巨行星的物质组成模型,太阳系中的碰撞成坑与吸积相互作用等.依据铁的冲击波数据,结合其他热力学数据,可以得到一条统一的铁的熔化曲线,将动高压与静高压数据完全统一,初步解决了长期困扰高压界的动、静压关于铁的熔化温度存在系统偏差的诘难.外推到ICB处(330GPa),铁的熔化温度(亦称锚定温度)约为(5950±100)K.冲击Hugoniot数据,结合地震学模型可以约束地幔与地核的物质组成.冲击压缩下钙钛矿型(Mg0.9,Fe0.1)SiO3的高压声速测量结果表明,1770km深度的不连续面不仅是一个相变界面而且是一个化学成分或矿物学分界面.低温可凝聚气体(H2、He)或冰(H2O,CH4,CO2,NH3和N2)的冲击波数据,及Jeffrey数等其他数据可以用来构建巨行星(如木星和土星)的物质组成模型.地球深部矿物的冲击温度测量可以用来研究它们的高压熔化行为,据此建立的高压相图可以为控制地幔对流的地幔物质的准静态蠕变提供约束条件.熔融硅酸盐在上地幔压力条件下的冲击压缩数据,可以约束地幔熔岩稳定存在的深度,在此深度地幔熔岩不会因固体围岩提供的浮力而向上运移到地表,从而在此深度形成稳定的低速带.冲击波数据在描写行星表面的高速碰撞作用中的能量配分起着关键性的作用.据此可以定量计算碰撞中发生熔化与气化的份额随碰撞速度的变化.同样可以定量描述火星表面撞击事件导致的近表面水质冰的熔化行为.此外,冲击波数据可用来描述冲击导致的脱挥发份作用,而且可用来描述地球原始大气的形成.再者,地球表面大型撞击事件产生的大量CO2与SO2等气体进入大气层,这将严重影响全球气候变化,而这种变化在地质历史时期的生物种群的演化与大规模灭绝事件中似乎都扮演了重要角色.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	毕延		1	25	1.0	1.0
2	经福谦		1	25	1.0	1.0