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그동안 고체로 여겨졌던 지구 내핵이 마치 액체처럼 움직이는 상태라는 새로운 연구 결과가 나왔다. 중국과학원 지질화학연구소(IGCAS)팀은 지구 내핵 안에서 철 합금이 초이온 상태로 존재한다는 사실을 분자 역학 시뮬레이션을 통해 밝혀 국제학술지 ‘네이처’ 2월 9일자에 발표했다. doi: 10.1038/s41586-021-04361-x 

초이온 상태는 액체이자 동시에 고체인 상태로, 구성 입자 일부는 고체처럼 골격 구조를 형성하고 일부는 액체처럼 유동성을 가진다. 연구팀은 지구 내핵을 구성하는 철(Fe)-탄소(C), 철-수소(H), 철-산소(O) 등의 합금이 초이온 상태로 존재한다고 봤다. 철 원자가 단단한 철 골격을 형성하고, 가벼운 원소(C, H, O)가 액체처럼 확산되는 특성을 가진다는 것이다.

이번 연구 결과로 내핵의 지진파(S파) 속도가 예측보다 느리다는 문제도 해결됐다. 연구팀이 초이온 철 합금의 S파 진행 속도를 계산해 본 결과 일반 고체에서보다 느리다는 사실을 밝혔다.