地球内核的两步成核

长期以来，人们一直认为地球的固态内核是在熔融铁冷却至其熔点时开始生长的。然而，作为结晶必要步骤的成核机制尚未被很好地理解。最近的研究发现，在实际地球核条件下，稳定六方密堆积（hcp）相铁的成核需要不切实际的过冷度，这是永远无法达到的。这一矛盾导致了内核成核悖论[1]。在此，利用持久胚胎方法和分子动力学模拟，我们证明了在内核条件下，铁的次稳体心立方（bcc）相具有比hcp相高得多的成核速率。因此，bcc成核可能是内核形成的第一步，而非hcp相的直接成核。该机制降低了铁成核所需的过冷度，为解决内核成核悖论提供了一个关键因素。内核的两步成核情景也为理解现今内核的结构和各向异性开辟了新途径。