基于神经网络势函数计算地球内核条件下的铁-硫合金黏度
简介：地球内核的密度较纯铁低,表明其中存在轻元素.碳、氢、氧、硫、硅被认为是最可能存在于内核的轻元素.黏度是反映地球内核动力学和演化历史的关键物理量,对于地球内核波速各向异性的成因具有重要影响.前人已对内核条件下纯铁的六方密堆积(hexagonal close-packed,HCP)相和体心立方(body-centered cubic,BCC)相的黏度进行了模拟计算.然而,目前仍然缺乏针对地球内核中轻元素对地球内核黏度影响的系统性研究.为此,构建了内核条件下铁-硫合金的神经网络势函数,利用该方法实现了对铁-硫体系的大规模分子动力学模拟,研究了空位浓度低至0.01%时对该合金离子输运性质的影响.利用晶格中铁的自扩散系数研究了内核铁-硫合金的蠕变机制和黏度,将地球内核条件下铁-硫合金的黏度限定为1×1014～2×1016 Pa·s,与自由核章动以及地震波观测结果一致.展开
关键词：神经网络势函数地球内核自扩散系数黏度分子动力学
资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国科学院青年交叉团队项目;中国科学院青年创新促进会项目;贵州省科技专项补助项目
在线出版日期：2026-01-12 （网站首发日期）
