準(zhǔn)確地確定組成地核的元素的百分率是一件困難的事，這不僅是因?yàn)槲覀儾豢赡芡ㄟ^直接測量的方法得出數(shù)值，而且此前的研究發(fā)現(xiàn)地核密度比純鐵在高溫高壓下的密度低，即所謂的"地核密度缺失（core density deficit）"，這表明地核中一定存在比鐵輕的元素。然而，科學(xué)家近日借助分子動力學(xué)模型分析了組成地核的元素的精確百分率。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)證據(jù)表明地球形成早期在巖漿洋（magma ocean）條件下出現(xiàn)了地核與地幔的分異，匯集到地球上的物質(zhì)在熔融條件下分成兩相，鐵進(jìn)入地核，硅酸鹽留在地幔。所以科學(xué)家通常通過研究元素在液態(tài)鐵和硅酸鹽之間的分配獲得地核的成分，他們開展了大量的高溫高壓實(shí)驗(yàn)來獲得各種元素的配分系數(shù)。但由于受到條件的限制，他們從高溫高壓實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)很少，一些重要元素，如對生命起源和氣候環(huán)境變化具有重要意義的碳（C）的分配系數(shù)（partition coefficient）仍然缺失。

中國科學(xué)院的張毅剛博士（Dr. Yigang Zhang）和美國加州大學(xué)戴維斯分校地質(zhì)系的尹慶柱教授（Prof. Qing-Zhu Yin）合作，借助兩相第一原理分子動力學(xué)（two-phase first-principles molecular dynamics）這種量子力學(xué)理論計(jì)算方法，獲得了包括碳在內(nèi)的一系列元素的分配系數(shù)。通過這些基礎(chǔ)性的分配數(shù)據(jù)，他們進(jìn)一步分析了地核和地幔中的碳、氮、氫、氦、磷、鎂、氧和硅等元素的含量，旨在進(jìn)一步研究這些元素對地核和地幔演化所起的作用。