ที่มา
http://phys.org/news/2014-05-proof-oxygen-element-earth-core.html
แปลเองแบบกากๆ
ทีมนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จากฝรั่งเศส สวิตเซอร์แลนด์และอังกฤษได้ใช้ข้อมูลการไหวสะเทือน ผลการทดลองทางแลบ และการคำนวณทางทฤษฎีเพื่อพิสูจน์ว่ามีออกซิเจนอยู่ในแก่นโลกขั้นนอก งานวิจัยของพวกเขาได้ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Science โดยใช้การทดลองในแลบแยกธาตุเบาอื่นๆออกให้เหลือเพียงออกซิเจนไว้
ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ได้เชื่อว่าแก่นโลกประกอบไปด้วยเหล็กเท่านั้น โดยวิเคราะห์จากข้อมูลการไหวสะเทือนจากแผ่นดินไหว การระเบิดของภูเขาไฟ การวัดโมเมนต์ความเฉลี่ยของโลก ส่วนประกอบได้พบจากอุกาบาต ทำให้เชื่อว่าแก่นโลกประกอบด้วยเหล็กและนิกเกิล แต่ส่วนที่อยู่ระหว่างชั้นแก่นโลกและชั้นแมนเทิลนักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าอาจมีธาตุเบาอื่นๆซ่อนอยู่เช่น คาร์บอน ซิลิคอน กำมะถันและออกซิเจน ซึ่งข้อมูลการสั่นไหวอย่างเดียว ไม่สามารถบอกได้ว่ามีธาตุเหล่านี้อยู่ อย่างไรก็ตามมีนักวิทยาศาสตร์หลายคนสงสัยว่ามีความเป็นไปได้มากที่จะมีออกซิเจนอยู่
เพื่อที่จะพิสูจน์การมีอยู่ของออกซิเจน ทีมนักวิจัยจำลองสภาวะที่เกิดขึ้นในแก่นของโลก (โดยใส่ความร้อนและความดันในแผ่นเหล็กและนิกเกิล) ในห้องแลบและเพิ่มธาตุเบาที่สงสัยเข้าไป และเอาออกทีละธาตุ(โดยใช้ทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น)จนเหลือแค่ออกซิเจน ผลจากการคำนวณแสดงให้เห็นว่า
มีออกซิเจนอยู่ 3.7 เปอร์เซ็นต์อยู่ในแก่นโลกชั้นนอก นอกจากนั้นยังมีซิลิคอน 1.9 เปอร์เซ็นต์แต่ไม่มีคาร์บอนและกำมะถัน
การมีออกซิเจนเป็นส่วนประกอบของแก่นโลกทำให้เป็นไปได้ว่าโลกในช่วงแรกๆมีความร้อนมากกว่าแนวคิดทางทฤษฎีก่อนๆ อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนจะเห็นด้วยในผลการวิจัยนี้ เนื่องจากการไม่มีอยู่ของกำมะถันซึ่งเป็นธาตุที่พบมากในอุกาบาต
More information: A seismologically consistent compositional model of Earth's core, James Badro, et al PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1316708111
Abstract
Earth's core is less dense than iron, and therefore it must contain "light elements," such as S, Si, O, or C. We use ab initio molecular dynamics to calculate the density and bulk sound velocity in liquid metal alloys at the pressure and temperature conditions of Earth's outer core. We compare the velocity and density for any composition in the (Fe–Ni, C, O, Si, S) system to radial seismological models and find a range of compositional models that fit the seismological data. We find no oxygen-free composition that fits the seismological data, and therefore our results indicate that oxygen is always required in the outer core. An oxygen-rich core is a strong indication of high-pressure and high-temperature conditions of core differentiation in a deep magma ocean with an FeO concentration (oxygen fugacity) higher than that of the present-day mantle.
ทีมนักวิจัยได้เสนอการพิสูจน์ว่ามีออกซิเจนอยู่ในชั้นแก่นโลก
แปลเองแบบกากๆ
ทีมนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จากฝรั่งเศส สวิตเซอร์แลนด์และอังกฤษได้ใช้ข้อมูลการไหวสะเทือน ผลการทดลองทางแลบ และการคำนวณทางทฤษฎีเพื่อพิสูจน์ว่ามีออกซิเจนอยู่ในแก่นโลกขั้นนอก งานวิจัยของพวกเขาได้ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Science โดยใช้การทดลองในแลบแยกธาตุเบาอื่นๆออกให้เหลือเพียงออกซิเจนไว้
ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ได้เชื่อว่าแก่นโลกประกอบไปด้วยเหล็กเท่านั้น โดยวิเคราะห์จากข้อมูลการไหวสะเทือนจากแผ่นดินไหว การระเบิดของภูเขาไฟ การวัดโมเมนต์ความเฉลี่ยของโลก ส่วนประกอบได้พบจากอุกาบาต ทำให้เชื่อว่าแก่นโลกประกอบด้วยเหล็กและนิกเกิล แต่ส่วนที่อยู่ระหว่างชั้นแก่นโลกและชั้นแมนเทิลนักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าอาจมีธาตุเบาอื่นๆซ่อนอยู่เช่น คาร์บอน ซิลิคอน กำมะถันและออกซิเจน ซึ่งข้อมูลการสั่นไหวอย่างเดียว ไม่สามารถบอกได้ว่ามีธาตุเหล่านี้อยู่ อย่างไรก็ตามมีนักวิทยาศาสตร์หลายคนสงสัยว่ามีความเป็นไปได้มากที่จะมีออกซิเจนอยู่
เพื่อที่จะพิสูจน์การมีอยู่ของออกซิเจน ทีมนักวิจัยจำลองสภาวะที่เกิดขึ้นในแก่นของโลก (โดยใส่ความร้อนและความดันในแผ่นเหล็กและนิกเกิล) ในห้องแลบและเพิ่มธาตุเบาที่สงสัยเข้าไป และเอาออกทีละธาตุ(โดยใช้ทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น)จนเหลือแค่ออกซิเจน ผลจากการคำนวณแสดงให้เห็นว่ามีออกซิเจนอยู่ 3.7 เปอร์เซ็นต์อยู่ในแก่นโลกชั้นนอก นอกจากนั้นยังมีซิลิคอน 1.9 เปอร์เซ็นต์แต่ไม่มีคาร์บอนและกำมะถัน
การมีออกซิเจนเป็นส่วนประกอบของแก่นโลกทำให้เป็นไปได้ว่าโลกในช่วงแรกๆมีความร้อนมากกว่าแนวคิดทางทฤษฎีก่อนๆ อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนจะเห็นด้วยในผลการวิจัยนี้ เนื่องจากการไม่มีอยู่ของกำมะถันซึ่งเป็นธาตุที่พบมากในอุกาบาต
More information: A seismologically consistent compositional model of Earth's core, James Badro, et al PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1316708111
Abstract
Earth's core is less dense than iron, and therefore it must contain "light elements," such as S, Si, O, or C. We use ab initio molecular dynamics to calculate the density and bulk sound velocity in liquid metal alloys at the pressure and temperature conditions of Earth's outer core. We compare the velocity and density for any composition in the (Fe–Ni, C, O, Si, S) system to radial seismological models and find a range of compositional models that fit the seismological data. We find no oxygen-free composition that fits the seismological data, and therefore our results indicate that oxygen is always required in the outer core. An oxygen-rich core is a strong indication of high-pressure and high-temperature conditions of core differentiation in a deep magma ocean with an FeO concentration (oxygen fugacity) higher than that of the present-day mantle.