熔融铁状态方程

直测至核心压力

该熔融铁状态方程不同于以往基于低压外推的模型，提供了外核全温压范围内首个由冲击压缩实验直接约束的热力学数据，使研究者首次能够以实测数据而非模型假设来讨论核幔边界的成分亏损。

Gan, Bo · 李俊 · Ma, Heli · Hao, Long · 高志鹏 · Wu, Xiang · 吴强 · 张友君

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2026

参数信息

冲击温度

364 GPa

密度亏损

9.0 %

异常层厚度

280 km

技术优势

覆盖整个外核温压范围

冲击温度测量最高达约364 GPa，接近地心压力，结合已有密度和声速数据，首次以实验约束整个外核状态。

揭示底部成分分层

发现外核最下部约280 km内密度亏损趋平而波速盈余变陡，表明存在部分结晶的F层和上覆轻元素浓度梯度。

应用场景

• 核幔边界结构：直接约束核幔边界处外核的密度和声速，为成分分层提供实验基准。
• 高压物性：在极端压力下测定熔融铁的热力学性质，填补高压物性实验数据空白。
• 金属状态方程：提供熔融铁在外核条件下的热状态方程，可用于修正金属状态方程模型。
• 冲击压缩实验：展示冲击压缩实验在极端温压条件下测量熔融金属温度的可行性。