湖北日报讯（记者文俊、通讯员谢小琴）地球，人类的家园，当中还有太多的未解之谜，其中，地核里轻元素成分与组成就是其中之一，如今，这项困扰科学界近60年的关键性、基础性问题正被中国人破解。

3月19日，记者从湖北省科技厅获悉，武汉理工大学黄海军教授团队历经二十载岁月沉淀，万千次求索攻坚，并联合国内外科研机构，凭借动高压实验技术，重新界定地心温度与地核轻元素成分与构成，精准确定地核关键轻元素种类和含量，为进一步解锁地球深层奥秘提供了关键的“中国参数”。

目前，这项突破性研究成果相继发表于《Nature》《Nature Communications》等国际顶级期刊，截至目前，相关核心论文已被他引78次，成为地核氧含量与温度研究的标杆性成果。国际知名地球物理学家Thomas S.Duffy教授称，该研究方法让“地核轻元素的争论即将得到解决”。

黄海军教授介绍，团队估算的地球内外核边界温度约为5000开尔文（约4727摄氏度），较此前相关研究的推测降低了近1000摄氏度，打破了“地心与太阳表面同温”的固有认知。

黄海军教授（右一）团队用二级轻气炮开展动高压实验（记者文俊摄）

地核深藏于地表以下2890-6370公里范围，并且处在极端高温高压环境下（压强范围：136~360 万个大气压），人类无法直接获取样本，其成分成为地球科学领域的千年谜题。从儒勒・凡尔纳《地心游记》的科幻畅想，到用高科技手段开展真实的“地心之旅”，人类对地球最深处的探索从未止步。已知地核主要由铁构成，还含有约10%的碳、氢、氧、硅、硫等轻元素，这些看似微量的元素，却是决定地核热状态、磁场产生乃至整个地球动力学过程的“基因密码”。过去数十年，学界围绕地核轻元素组成争论不休，“富氧”和 “富硅”两大假说各执一词，各种推测莫衷一是，成为阻碍地球深部研究的瓶颈。

为破解这一难题，黄海军团队与国内外研究机构深入合作，独辟蹊径，将高压物理与地球物理深度交叉融合，利用二级轻气炮等装置开展动高压实验。通过高速碰撞让样品内部瞬间产生近似地核的高温高压环境，精准测量候选物质的密度、声速等关键参数，再与地震波探测数据反复比对，反演地核真实成分。实验结果颠覆了学界长期的固有认知：地核并非此前主流认为的“富氧”或 “富硅”，而是呈现“贫氧、贫硅、富硫”的特征。

黄海军教授团队在实验室探讨（记者文俊摄）

团队首次明确，地球的外地核，按重量计算主要由几种物质组成：铁占91.5%，氧占2.2%，硫占5.3%，硅占1%。

该体系的密度、声速与地震波观测数据高度契合，且能满足高压相图等多重约束条件。这一成果打破了地核是“富氧”还是“富硅”的长期争议，用确凿数据证实氧、硅在地核中的含量远低于此前认知，极大缩小了轻元素研究范畴，为地核研究开辟了全新路径。基于这一精准成分模型，团队根据实验结果和热力学模型界定地球固态内核与液态外核边界温度约为5000开尔文，让世界对地球最深处的热状态有了全新认知。

这近千摄氏度的温度修正，并非简单的数值调整，而是对地球内部动力学研究的重大推动。地核是地球内部的“能量引擎”，其释放的热量是驱动板块运动、火山喷发、地震发生的根本能量来源，精准的温度与成分数据，让科学家能更准确地模拟地球内部的能量运转机制；地球磁场源于液态外核的对流运动，这层“天然防护罩”保护着地球生命免受宇宙射线侵害，而地核温度与轻元素含量直接影响对流特性，该研究为预测地磁场长期变化、研判磁极翻转等极端事件提供了关键依据。

据业务人士称，地核贫氧、贫硅、富硫的特征，证实了原始地球成核经历了“由初始还原环境到后期氧化环境的复杂转变”，对传统地球演化模型框架形成挑战，为构建完整的地球演化历史补上了关键一环。该研究成果还为解读太阳系类地行星演化机制、寻找人类宜居的地外行星提供了重要参考。