熱い濃い鉄の健全な速度：バーチの法則が再訪されました

六角形の密集した鉄（HCP-FE）の健全な速度は、最大73のギガパスカルまでの圧力で、レーザー加熱ダイヤモンドアンビル細胞での核の非弾性X線散乱を伴う最大1700ケルビンの温度で測定されました。HCP-FEの圧縮波速度（VP）とせん断波速度（VS）は、中程度の高い圧力下で温度が上昇すると大幅に減少しました。したがって、VPとVSは、高い圧力と温度の下で、地球の内部の鉄の密度に対する測定された音速を外挿するために使用されてきたBirch's Lawの線形関係に適合することはできません。この結果は、室温での線形外挿から推測されたよりも、地球の核に多くの光要素があることを意味します。

Sound velocities of hexagonal close-packed iron (hcp-Fe) were measured at pressures up to 73 gigapascals and at temperatures up to 1700 kelvin with nuclear inelastic x-ray scattering in a laser-heated diamond anvil cell. The compressional-wave velocities (VP) and shear-wave velocities (VS) of hcp-Fe decreased significantly with increasing temperature under moderately high pressures. VP and VS under high pressures and temperatures thus cannot be fitted to a linear relation, Birch's law, which has been used to extrapolate measured sound velocities to densities of iron in Earth's interior. This result means that there are more light elements in Earth's core than have been inferred from linear extrapolation at room temperature.