The Fe-FeSi phase diagram at Mercury's core conditions.
The Fe-FeSi phase diagram at Mercury's core conditions.
复制标题
DOI：
10.1038/s41467-022-27991-9
复制
发表时间：
2022-01-19
影响因子：
16.6
通讯作者：
Antonangeli D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Edmund E;Morard G;Baron MA;Rivoldini A;Yokoo S;Boccato S;Hirose K;Pakhomova A;Antonangeli D
汞的金属核心预计是在高度还原的条件下形成的，导致大量的硅与铁形成合金。在这里，我们提出的Fe-FeSi系统的相图，重建从原位X射线衍射测量的压力和温度条件下跨越预期的水星的核心，和非原位回收样品的化学分析。在高压下，我们没有观察到立方面心立方结构和B2结构之间的相容性间隙，而是在接近熔化的温度下形成了一个再入体心立方相。在熔化时，观察到所研究的合金在低于35 - 38 GPa的压力下向两种不同的富Fe和贫Fe液体组合物演变。的相图与压力和温度的演变规定了一系列可能的核心结晶制度，具有强烈的依赖性的Si丰度的核心。铁-硅相图已建立在水星的核心条件。由此产生的相图是非常复杂的，并提出了一系列新的机制，可能会推动水星的内部发电机。
Mercury’s metallic core is expected to have formed under highly reducing conditions, resulting in the presence of significant quantities of silicon alloyed to iron. Here we present the phase diagram of the Fe-FeSi system, reconstructed from in situ X-ray diffraction measurements at pressure and temperature conditions spanning over those expected for Mercury’s core, and ex situ chemical analysis of recovered samples. Under high pressure, we do not observe a miscibility gap between the cubic fcc and B2 structures, but rather the formation of a re-entrant bcc phase at temperatures close to melting. Upon melting, the investigated alloys are observed to evolve towards two distinct Fe-rich and Fe-poor liquid compositions at pressures below 35-38 GPa. The evolution of the phase diagram with pressure and temperature prescribes a range of possible core crystallization regimes, with strong dependence on the Si abundance of the core. The iron-silicon phase diagram has been established at the conditions of Mercury’s core. The resulting phase diagram is remarkably complex, and presents an array of new mechanisms which may power Mercury’s inner dynamo.
登录
查看更多内容
影响因子：
4.4
作者：
Ackerbauer, Sarah;Krendelsberger, Nataliya;Schuster, Julius C.
通讯作者：
Schuster, Julius C.
影响因子：
2.3
作者：
Andrault, D.;Bolfan-Casanova, N.;Funakoshi, K.
通讯作者：
Funakoshi, K.
影响因子：
3.2
作者：
Dumberry, Mathieu;Rivoldini, Attilio
通讯作者：
Rivoldini, Attilio
影响因子：
5.3
作者：
Grott, M.;Breuer, D.;Laneuville, M.
通讯作者：
Laneuville, M.
影响因子：
2.4
作者：
Benkhoff, Johannes;van Casteren, Jan;Ziethe, Ruth
通讯作者：
Ziethe, Ruth