科學家們通過在兩倍於以前的壓力下進行聲速測量，更準確地約束了地球核心的組成。在15年前由Alfred QR Baron在RIKEN材料動力學實驗室開始的一項計劃的基礎上，研究人員終於能夠在與地球內部核心相應的靜態壓力下測量純鐵的聲速。

這是在理化學研究所SPring-8中心的量子納米動力學光束線上實現的：將其世界領先的光譜儀與X射線光學的新發展和一種新型的高壓電池相結合，該團隊能夠在穩定的條件下進行測量，其壓力約為之前記錄的兩倍，比世界上任何其他設施高3倍多（圖1）。

圖1：理化所SPring-8中心的理化所量子納米動力學光束線（BL43LXU）上的高分辨率光譜儀。照片顯示了主光譜儀臂、樣品位置和兩位科學家的比例。資料來源：© 2023年理化學研究所SPring-8中心

這項工作很有意思，因為它可以對地心的組成進行約束。”我們實際上對我們生活的這個星球的中心的信息少得可憐，”Baron說。”其他追踪來自地震的地震波在地球上的進展的工作給了我們一個作為深度函數的密度和聲速的模型–但僅此而已：詳細的組成仍然是未知的，並且是一系列科學辯論的主題，因為組成對於理解地球目前的結構以及地球甚至太陽系的演變都很重要。”

最近的測量結果發表在《自然通訊》上，是理化所SPring-8中心的巴倫材料動力學小組、東北大學的大谷英二和生田大章，以及愛媛大學和日本同步輻射研究所（SPring-8/JASRI）的研究人員合作完成的。該小組測量了純鐵的聲速與壓力的關係，其密度超過了地球內部核心的密度，其中壓力超過了300千兆帕，驗證了被稱為伯奇定律的線性關係。

利用新的結果，他們提出了一個模型，其中除了鐵和鎳之外，地球的核心還有少量的矽和硫。

Baron說：”此外，也許是最重要的，該方法可以擴展到其他材料，從而使材料在極端壓力下的聲速測量達到新的精確水平。”