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Composition of the Earth's core estimated from the core formation process

从地核形成过程估算出地核的成分

基本信息

批准号：
17K05638
负责人：
市川浩樹
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究期間前から行っているFe-(Si, S, C, H)系の第一原理分子動力学計算（核の温度・圧力領域（温度：4000ー8000K、圧力：100ー350 GPa））を引き続き行い、組成の異なる各鉄液体混合物の状態方程式を作成した。また、地震波観測値や他の制約条件との比較により、外核全体の組成の推定を試みた結果をとりまとめ、国際誌に論文を投稿した。具体的には、各鉄液体混合物の状態方程式と地震波観測値の比較のみにより、どの軽元素が、どれだけ外核へ多く含まれるのかについて、論ずることは不可能であることについて明らかにし、外核の組成をさらに制約するためには、他の制約条件が必要であることを示した。このことは、状態方程式と地震波観測値の比較のみにより外核の組成を推定した先行研究（Huang et al., 2011の衝撃圧縮実験（外核は酸素に枯渇））とBadro et al., 2014の第一原理分子動力学計算（外核は酸素に富む））とは相異なる結果である。本研究の結果では、外核は炭素を主要な軽元素として含んでいないことを、状態方程式と地震波観測値の比較のみから明らかにしたが、それ以上は、制約できないことを示した。また、他の制約条件として、全地球組成、ICBでの密度不連続性、P波速度の不均一性、および、核形成時の元素分配を用い、外核の組成を検討した結果、外核がSiを主要な軽元素として含んでいる可能性が高いことを論じた。また、マグマオーシャンでの金属の分離時、金属とケイ酸塩メルトにおける各元素の濃度の推定をすることができる動径方向1-Dコードを作成した。

Fe-(Si, S, C, H) is the first principle molecular dynamics calculation (nuclear temperature force field (temperature: 4000-8000K, temperature: 100,350 GPa) during the period of this study. The comparison of the conditions for the determination of seismic waves, the comparison of the conditions for the determination of seismic waves, the results of the presumptive test of all the components of the foreign nuclear program, and the submission of international documents. The specific equation of the state of the liquid mixture, the seismic wave measurement, the seismic wave measurement, the seismic The results of Badro et al., 2014 first principle molecular dynamics calculation (extranuclear acid enrichment) are satisfactory. The results of this study show that the main elements of carbon in the outer nucleus, including the main elements of carbon in the outer nucleus, the equation of seismic wave measurement, the results of this study, the results of this study show that the main elements of carbon in the outer nucleus are the main elements of carbon in the outer nucleus. Temperature, other conditions, global composition, ICB density disconnection, P-wave velocity heterogeneity, P-wave velocity heterogeneity, distribution of nuclear formation time elements, extranuclear composition test results, the main elements of the extranuclear Si are highly likely to have significant effects. During the separation of the metal, the temperature of each element is presumed to be in the direction of the movement path of the metal.