2021年8月19日，《通訊·地球與環境》（Communication Earth & Environment）雜誌刊發題為《地核可能是最大的陸地碳儲層》（Earth’s core could be the largest terrestrial carbon reservoir）的文章稱，佛羅里達州立大學和賴斯大學研究人員對地球外核的碳含量的估計表明，地球外核可能是地球最大的碳儲層，地球外核的0.3%~2%是碳，含碳量達（5.5~36.8）×1024克。
瞭解地核構成是固體地球科學中的關鍵問題之一。地核主要成分是鐵，但純鐵的密度大於地核鐵心的密度。地核中必須有較輕的元素來降低其密度，碳是一個考慮因素。先前的研究估計了地球上的碳總量。這項工作將地球碳含量的估計細化到990×10-6到6400×10-6之間。這將意味著包括外核和核心在內的地核可能含有地球93%至95%的碳。由於人類無法進入地核，所以科學家不得不使用間接方法來分析它。研究人員將已知的穿過地球的壓縮聲波速度與模擬地球外核壓力和溫度條件下鐵、碳和其他輕元素不同成分的計算機模型進行了比較。當模擬中的聲波速度與穿過地球的聲波的觀測速度相匹配時，便可以使模擬結果與地球外核的實際化學成分相匹配。科學家們以前曾試圖給出地球外核的碳含量範圍。這項研究透過在估計地球外核成分的模型中包括其他輕元素，即氧、硫、矽、氫和氮，縮小了可能的範圍。研究人員使用第一性原理分子動力學模擬來估計液態鐵碳合金的密度和壓縮波速度，在0～360GPa和4000～7000 K條件下，地球外核含碳量約為4%～9 % （質量百分比，下同）。對於鐵碳二元系統，約1%～4% 的碳可以解釋地震學壓縮波速度。然而，這與發現解釋核密度不足所需的約5%～7 % 碳不相容。當考慮包含鐵、碳和另一種輕元素的三元系統，再加上隕鐵（iron meteorites）的額外限制和地球核心邊界處的密度不連續性時，研究人員發現地球外核的碳含量為 0.3%～2.0%，能夠同時滿足上述兩個性質。因此，可以認為地球外核為最大的陸地碳庫。
賴斯大學地球、環境與行星科學教授Rajdeep Dasgupta表示，在過去的10年裡，利用宇宙化學和地球化學模型來確定地核碳匯的研究很多，然而，這仍然是一個懸而未決的問題，因為關於岩石行星的吸積過程和板塊構造過程有很多不確定的引數。。該研究的重要意義在於，它直接量化了地球外核目前的碳匯，這將有助於科學家更好地研究可能的行星成分和早期過程。
轉載本文請註明來源及作者：中國科學院蘭州文獻情報中心《地球科學動態監測快報》2021年第18期，劉文浩 編譯。
