地球磁場能夠保護(hù)我們免受宇宙有害射線的侵 害,，生命的出現(xiàn)也與地球磁場息息相關(guān)。那么,，究竟是什么支撐了地球磁場的穩(wěn)定存在呢?中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所(以下簡稱“固體所”) 特聘研究員亞歷山大·岡察洛夫(Alexander·Goncharov)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)對這一問題做出了回答：他們利用金剛石對頂砧并結(jié)合脈沖激光加熱技術(shù),，將地球內(nèi)部極端高溫高壓條件下鐵的熱運(yùn)動直觀地呈現(xiàn)在我們面前,。這一研究工作于6月2日在線發(fā)表在《自然》雜志上(Nature 534, 99–101)。

　　地球內(nèi)部處于高溫高壓環(huán)境,，其中內(nèi)地核主要成分是固態(tài)鐵,，外地核為液態(tài)鐵，液體鐵的運(yùn)動形成地磁場,?！暗睾说膲毫τ袔装偃f個大氣壓，溫度有幾千 開爾文,，人們想要了解的是在這種極端條件下,，熱量如何在地核中傳播。因?yàn)榈厍虼艌鰧@種熱運(yùn)動極其敏感,，而正是這部分運(yùn)動的能量在源源不斷的維持地球磁場 的存在,。” 岡察洛夫研究員說,。

　　科研團(tuán)隊(duì)通過金剛石對頂砧高壓技術(shù)結(jié)合激光脈沖加熱,，從而獲得了上百萬大氣壓、1600-3000攝氏度的極端條件,，成功模擬了地核內(nèi)部的極端 高溫高壓環(huán)境,，并利用動態(tài)光譜學(xué)方法,，準(zhǔn)確測量了該條件下鐵樣品的熱導(dǎo)率。研究發(fā)現(xiàn),，鐵的熱導(dǎo)率范圍為每開爾文每米18至44瓦,，這與地球早期磁場的模擬結(jié)果一致，證實(shí)了在地球剛剛形成的最早期,，液態(tài)鐵在地球內(nèi)部不斷對流產(chǎn)生“發(fā)電機(jī)”效應(yīng),，從而在地球外部形成磁場，保證了地球的不斷演化成型和生命物質(zhì)的 產(chǎn)生,。

　　研究表明,，地核中鐵的熱運(yùn)動不僅能夠維持地球發(fā)電機(jī)的不斷運(yùn)轉(zhuǎn)和地磁場的穩(wěn)定存在，而且還保證了地核中的熱輻射不會強(qiáng)烈地傳播到地球表面,，進(jìn)而使得地球在漫長的演化過程中,，逐漸冷卻到允許生命產(chǎn)生的溫度條件。

　　作為固體所引進(jìn)的“外專千人計(jì)劃”專家,，岡察洛夫研究員領(lǐng)導(dǎo)科研團(tuán)隊(duì)搭建了完善的高溫高壓實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),，可實(shí)現(xiàn)200 萬大氣壓、5000攝氏度以上的極端高溫高壓條件,，并正在發(fā)展更高精度的動態(tài)光譜學(xué)測量系統(tǒng),。2015年岡察洛夫研究員被中國政府授予“友誼獎”，以表彰 其在促進(jìn)國際科研合作方面的貢獻(xiàn),。

　　上述研究是固體所在極端條件研究方面取得的又一重大成果,，該所極端環(huán)境能源物質(zhì)中心研究成果在半年之內(nèi)連續(xù)2次被《自然》刊發(fā)——今年1月6日 《自然》曾發(fā)表了該中心另一位專家尤金-格列戈良茨(Eugene Gregoryanz)研究員的高壓研究成果，他們在超過地心的壓力極限下,，獲得了氫及其同位素氘第五相存在的證據(jù),，被認(rèn)為是氫研究領(lǐng)域的里程碑。