地球物理学家称之为新的地核悖论：他们无法完全解释远古地球在从炽热的诞生中冷却下来后，数十亿年前是如何维持磁场的。
现在，两位科学家提出了两种不同的方法来解决这个悖论。每种方法都依赖于矿物从熔融地球中结晶出来，这个过程会通过搅动年轻行星的地核来产生磁场。两种解释之间的区别在于哪种特定的矿物会结晶。
二氧化硅是东京工业大学地球物理学家广濑敬的选择，他进行高压实验以模拟地球深处的条件。“我对此非常有信心，” 他在12月17日在加利福尼亚州旧金山举行的美国地球物理联合会会议上报告说。
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但加州理工学院帕萨迪纳分校的地球物理学家大卫·史蒂文森表示，氧化镁——而不是二氧化硅——才是解决问题的关键。 在未发表的著作中，史蒂文森提出，从熔融的早期地球中沉淀出来的氧化镁可能形成了驱动古代地球发电机所需的浮力差异。
地核悖论出现在2012年，当时几个研究团队报告称，地球地核的热量散失速度比之前认为的要快。 从地核传导出去的热量越多，可用于搅动地核液体的热量就越少。 这很重要，因为一些研究表明，地球可能在40多亿年前——也就是在新生的太阳周围旋转的炽热碎片凝聚后仅五亿年——就已拥有磁场。 “我们需要一个或多或少持续运转的发电机，” 华盛顿特区卡内基科学研究所的地球物理学家彼得·德里斯科尔在会议上说。
在他东京的实验室里，广濑将不同组合的铁、硅和氧放入金刚石压腔中，并挤压它们以产生极高的压力和温度——有时超过 4,000 摄氏度——以模拟地球内部的恶劣条件。 他发现，只要硅和氧都存在，它们就会一起结晶出来，形成二氧化硅。
广濑报告说，当二氧化硅在早期地球中沉淀出来时，它会使剩余的熔体具有足够的浮力继续上升，从而产生维持发电机所需的搅动运动。“据我所知，这是驱动地球发电机最可行的机制，” 他说。
相比之下，史蒂文森则支持镁，称其比二氧化硅“更有意义”，因为氧化镁会首先从熔融的地球中沉淀出来。 他说，广濑“是在告诉你可能发生的事情，而不是已经发生的事情”。
本文经许可转载，并于2015年12月17日首次发表。