如果沒(méi)有地球的磁場(chǎng)及其偏轉(zhuǎn)來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)和更遙遠(yuǎn)的宇宙射線的危險(xiǎn)電離粒子的能力，地球生命就不可能存在。它是由地球內(nèi)部外核中液態(tài)鐵的運(yùn)動(dòng)不斷產(chǎn)生的，這種現(xiàn)象被稱為“地球發(fā)電機(jī)”理論。
這一學(xué)說(shuō)認(rèn)為，地球磁場(chǎng)是由于地球外核中熔融鐵、鎳的對(duì)流以及整個(gè)行星自轉(zhuǎn)的科里奧利力作用造成的。當(dāng)導(dǎo)電流體流經(jīng)已形成的磁場(chǎng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)及其磁場(chǎng)。感應(yīng)磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)有補(bǔ)償作用，如此一來(lái)可維持自身電力的發(fā)電機(jī)就形成了。類似的磁場(chǎng)在太陽(yáng)、金星等天體上也存在。
盡管它非常重要，但關(guān)于“地球發(fā)電機(jī)”的起源和維持它的能源還存在許多問(wèn)題未得到解答。
卡內(nèi)基科學(xué)中心，中國(guó)臺(tái)灣中央研究院和中國(guó)臺(tái)灣大學(xué)的科學(xué)家研究了以鐵為主的地球核心中存在的較輕元素如何影響“地球發(fā)電機(jī)”的起源和可持續(xù)性。
地球是由環(huán)繞太陽(yáng)的塵埃和氣體盤積聚而成的。最終，最密集的物質(zhì)在形成地球時(shí)向內(nèi)沉降，形成了今天存在的各層：核心、地幔和地殼。雖然，核心主要是鐵，但地震數(shù)據(jù)表明，一些較輕的元素，如氧、硅、硫、碳和氫，在分化過(guò)程中也被溶入其中。
隨著時(shí)間的推移，地球內(nèi)核結(jié)晶，此后不斷冷卻。就其本身而言，從地核流出的熱量是否能推動(dòng)地幔的發(fā)展？還是說(shuō)這種熱對(duì)流需要從凝結(jié)的內(nèi)核中移動(dòng)出來(lái)的輕元素的浮出，而不僅僅是熱量的額外推動(dòng)？
了解地核化學(xué)成分的具體情況，有助于回答這個(gè)問(wèn)題。
硅酸鹽在地幔中占主導(dǎo)地位，繼氧和鐵之后，硅是地球上第三豐富的元素，因此它很可能是核心中可以與鐵合金化的主要輕元素之一的選擇。由中國(guó)臺(tái)灣中央研究院和中國(guó)臺(tái)灣大學(xué)的謝文斌助理教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)使用基于實(shí)驗(yàn)室的模擬地球深處的條件，模擬硅的存在如何影響熱量從地球鐵核向地幔的傳輸。
鐵芯材料的導(dǎo)熱性越低，產(chǎn)生地?zé)崴璧拈撝稻驮降汀Ｈ绻凶銐虻偷拈撝担瑥暮诵闹辛鞒龅臒嵬靠梢酝耆蔁釋?duì)流驅(qū)動(dòng)，而不需要額外的材料運(yùn)動(dòng)來(lái)使其發(fā)揮作用。
該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在他們模擬地球內(nèi)核實(shí)驗(yàn)中，“地球發(fā)電機(jī)”可以在地球的整個(gè)歷史中僅靠熱傳導(dǎo)發(fā)揮作用。
展望未來(lái)，他們希望擴(kuò)大努力，了解地球核心中氧、硫和碳的存在會(huì)如何影響這一對(duì)流過(guò)程。
他們的研究結(jié)果發(fā)表在《自然通訊》上。
