地球内核条件下铁及其合金究竟具有怎样的晶体结构?这是地球深部研究关注的关键问题之一,对该问题的解答将牵一发而动全身地影响到“内外核平衡温度”、“内外核轻元素分配”、“外核物质对流机制”等一系列核心科学问题。目前人们对地球内核结构存在较大争议:一方面,综合已有的高温高压实验和理论计算结果,一般认为高压下密排六方结构(hcp)最稳定;而另一方面地震学观测结果显示,地球内核具有复杂的分层结构和各向异性,hcp结构很难合理解释这些特征,而体心立方结构(bcc)似乎更符合观测数据。

  为了解决这种争议,前人提出高温高压下bcc结构存在重新稳定的可能,这来自于两方面的因素:1.高温使得熵的作用增大,热力学上有利于较为疏松有序的bcc结构;2.bcc结构在高压下存在的力学不稳定问题,可由高温下的非谐性效应、少量硫、碳、硅、氧等轻元素掺杂效应等因素有效克服。虽然这两方面趋势已得到大家认可,但目前对bcc结构在地球内核条件下的稳定性还没有准确判断。