核幔分異是類地行星歷史上規模最大的物質重組過程，奠定了類地行星的長期演化格局，為理解火星的形成演化和地球等類地行星的演化規律提供了重要參考。目前，由于數據的稀缺性和火星核成分的不確定性，科學家對火星核幔分異過程尚不明晰。
近日，中國科學技術大學教授李云國團隊等通過第一性原理自由能計算揭示了火星核和火星幔的分離過程，發現了約束火星的核幔分離發生在超于先前估計的高溫高壓條件下。該研究對理解火星內部結構與長期演化具有重要意義。相關研究成果發表在《科學通報》（Science Bulletin）上。
研究通過分析氧化鐵在核與幔物質間的分配行為，并結合美國“洞察”號火星探測器提供的火星化學組成數據，對火星的核幔分異過程進行了重新評估。研究人員采用第一性原理熱力學計算方法，模擬了液態鐵與硅酸鹽熔體之間的氧化鐵分配系數，結果與現有低壓實驗數據基本一致。同時，研究厘定了溫度、壓力、氧逸度和硫元素對分配行為的影響。
進一步，研究人員根據上述結果與火星氧化還原狀態對核幔分異模式條件進行了約束。研究發現，火星的核幔分異發生在超過2440K的溫度和14至22GPa的壓力下。這些估計值高于此前相關報道，但與火星隕石中的中度親鐵元素豐度及火星聚積模型的結果相符。
這一研究修正了人們對火星核形成條件的認識，并為未來行星形成模型提供了新的研究視角。
研究工作得到國家自然科學基金委員會、中國科學院、中國科學技術大學等的支持。
論文鏈接
火星早期圈層分異形成過程示意圖
本文鏈接：研究揭示火星核幔分異過程http://www.lensthegame.com/show-12-582-0.html
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