更冷的地核解决了一个磁学谜题
根据一种测量极端压力下熔铁温度的新技术，地核的温度可能比科学家长期以来认为的低约1000摄氏度。7月17日在蒙特利尔举行的戈尔德施密特会议上公布的这一发现，不仅仅是修正了一个数字，它可能解决一个困扰地球物理学家多年的难题：在固态内核形成之前，地球磁场是如何存活了数十亿年的。
难以确定的温度
内核边界位于地表以下约5150公里处，是外核中的液态铁合金冻结到固态内核上的地方。其温度并非直接测量，从未有任何钻探接近过这一深度，而是通过再现地球深处巨大压力的实验室实验推断得出的。
标准估值一直在6000开尔文（约5700摄氏度）左右徘徊，大致相当于太阳可见表面的温度。这一数字来自金刚石压砧实验和理论模型的结合，尤其是2013年发表在《科学》杂志上的一项研究，该研究利用快速X射线衍射报告了在内核边界压力下铁熔化温度约为6230开尔文。
这项尚待同行评审发表的新工作引入了一种方法，研究人员称该方法可以更直接地测量熔铁在极端压力下的温度。该技术采用脉冲焦耳加热结合原位温度测量，在超过200吉帕斯卡（约200万个大气压）的压力下将金属样品加热到超过4000开尔文。研究人员发现，在内核边界条件下，铁的熔化温度接近于5200开尔文，比之前的基准温度低了约1000度。
磁场为何在意温度
内核边界的温度不仅仅关乎行星冷知识。它决定了内核首次开始冻结的时间，这一事件从根本上改变了地球磁场的工作方式。
地球磁场由液态外核中的对流产生，熔铁在这一自维持发电机中上升、冷却并下沉。当内核开始凝固时，它向外核释放潜热和轻元素，提供了额外的浮力源，从而增强并稳定了磁场。
问题在于，高温内核（6000开尔文）需要很长时间才能冷却到足以让内核开始冻结。一些模型表明内核可能只有大约10亿年的历史，但古地磁证据显示，地球拥有磁场至少已有35亿年，甚至可能更久。这留下了25亿年的空白期，在此期间磁场必须在没有内核帮助的情况下维持运转，这一谜题被称为”新内核问题”。
更冷的内核解决了这一难题。如果内核边界温度为5200开尔文而非6000开尔文，那么内核在地球历史早期，可能早在20亿至30亿年前，就已经开始冻结。磁场在地球历史的大部分时间里（而不仅仅是最近的四分之一）都拥有固态内核及其稳定能量的加持。
对行星演化的启示
这一发现还超越了地球本身。行星内核的温度决定了其磁场能持续多久，而这又决定了其大气层能否在太阳风的侵蚀下幸存。缺乏全球磁场的火星在数十亿年前失去了大部分大气层。金星可能从未发展出固态内核，因此没有内部产生的磁场。
如果地核比想象中更冷，它也可能冷却得更快。地球化学家们长期以来一直在争论地核中残留多少放射性热量，这是热演化模型中的一个关键未知因素。较低的起始温度收紧了地核能量收支的约束条件，并可能有助于确定地球发电机是否正在减速。
这项研究由一支团队在戈尔德施密特会议（年度国际地球化学会议）上公布，该团队的技术利用脉冲电加热在实验室中达到类似地核的条件。预计后续将有预印本或同行评审论文发表。
主要来源：科学网（Science.org）来自戈尔德施密特会议的报道，蒙特利尔，2026年7月17日。
婷 翻译