第41卷第6期2024年12月J.At.Mol.Phys.,2024,41:064001(11pp)原子与分子物理学报JOURNALOFATOMICANDMOLECULARPHYSICS高温高压下液态Fe-8.6wt%Si的声速和密度：富Si地核的证明Vol.41No.6Dec.2024吴少白，周亮亮，刘勋，黄海军（武汉理工大学理学院高压物理和新材料研究中心，武汉430070）摘要：在前人的研究基础上，我们建立了新的热力学模型来计算高温高压下液态Fe和Fe-8.6wt%Si（简称Fe-8.6Si)的状态方程(EOS)和纵波声速（Vp).计算结果与静高压和动高压实验测量的EOS和Vp一致，在外地核环境下，液态Fe-8.6Si的EOS和Vp同时与外地核的地震波数据一致，如果Si是外地核中唯一的轻元素，其含量不超过7.6~8.6wt%关键词：Fe-Si；声速；高温高压；地核中图分类号：P311文献标识码：ASoundvelocitiesanddensitiesofliquidFe-8.6wt%Siunderhighpressureandtemperature:ImplicationsforaSi-richcoreD0I:10.19855/j.1000-0364.2024.064001WUShao-Bai,ZHOULiang-Liang,LIUXun,HUANGHai-Jun(SchoolofSciences,WuhanUniversityofTechnology,HighPressurePhysicsandNewMaterialsResearchCenter,Wuhan430070,China)Abstract:Basedonpreviousstudies,weestablishedathermodynamicmodeltocalculatetheequationofstate(EOS)andlongitudinalsoundvelocity(Vp)forliquidFeandFe-8.6Siunderhightemperatureandpressure.ThecalculatedEOSsandVpareconsistentwithmeasurementsbystaticanddynamiccompressions.Undertheoutercoreconditions,EOSandVpofliquidFe-8.6SisimultaneouslymatchtheseismicdataoftheEarth'sout-ercore.IfSiistheonlylightelement,itsmaximumconcentrationintheoutercoreisestimatedtobe7.6~8.6wt%.Keywords:Fe-Si;Soundvelocity;Hightemperatureandpressure;Earth'score出的Si元素的含量仍存在争议，例如从贫Si有1引言(1.67wt%[15]、1.5~2.2wt%[10])、中等含量地震波数据揭示地核由液态外地核和固态内(4.3wt%[9]、6.0wt%[8.12.14]）、到富Si（7.3地核组成．根据地球物理、地球化学和高压实验w%[13]、8~9wt%[7,1]、16.8wt%[16].研究结果，外地核和内地核的主要成分是Fe，分为了限定地核中Si的含量，有必要同时测量别含有约10wt%和4wt%的轻元素，如C（碳）、高温高压环境下的液态Fe-Si合金的纵波声速H(氢)、O(氧)、S(硫)和Si(硅)1-6)。根据轻元(Vp)和密度（p）．然而由于受高压技术的限制,素在金属-硅酸盐分配实验[7-1]、地球化学[12.3]这类测量结果很少...
