精密测量院拥有两个国家重点实验室，一个国家大型科学仪器中心，一个国家台站网等4个国家级平台，各类省部级重点平台基地20余个。 现有职工600余人，其中院士4人、杰青13人，各类国家、科学院、省部级人才占比60%以上。2017年至今，在精密测量领域承担了数十项重大重点项目，其中，国家战略先导专项（2.5亿元）1项、重点研发计划12项、各类重大仪器研制专项10余项。精密探测技术和仪器已成为精密测量院满足国家需求和社会经济发展的优势领域方向。 精密...
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（以下简称精密测量院）是由中国科学院武汉物理与数学研究所（始建于1958年）、中国科学院测量与地球物理研究所（始建于1957年）融合组建而成，是湖北省首个中国科学院创新研究院。 回望来时路，峥嵘六十载。在方俊、王天眷、张承修、李钧、李国平、丁夏畦、许厚泽、叶朝辉等老一辈科学家的带领下，精密测量院历经几代科技工作者的辛勤努力和开拓创新，解决了一系列事关国家全局的重大科...
精密测量院立足精密测量科学与技术创新，面向国家的重大战略需求，发挥多学科交叉优势，开展原子频标与精密测量物理、大地测量和地球物理、综合定位导航授时、脑科学与重大疾病以及多学科交叉的数学计算等研究，促进以原子频标、原子干涉、核磁共振、重力测量、地震探测等精密测量技术为核心的学科发展，形成精密原子、精密分子、精密地球三...
固态内核是地球的最内部圈层，内核在结晶固化过程中向外核释放大量的热能和轻元素，驱动铁镍合金的液态外核强对流，产生并维持着地球磁场。内核的结晶固化是在内外核边界（ICB）处发生的，剧烈的成分对流和ICB上热交换的变化可能控制晶体生长过程。内外核边界的物性结构及形态特征，是理解内核生长机制、热化学演化及内外核相互作用等动力学过程的关键，对于地球内部运行机制与宜居性研究具有重要意义。
内外核边界是地球深处的相变面，之前学者们认为外核的温度横向变化比较小，ICB被认为是平缓尖锐的界面。然而，冶金学中研究表明液态金属冷凝结晶过程中，由于固液界面的形态不稳定性通常会导致糊状区域结构的形成。因而，上世纪80年代起，学者们推断ICB处可能存在模糊层，并推测其热动力学厚度可能是数百公里，也可能只有数百米。最近矿物物理学家利用持续晶胚法和分子动力学模拟研究了内核的结晶过程，发现亚稳体心立方(bcc)铁在内核条件下的成核速率远高于hcp铁，基于此提出了两步成核假说，即内核结晶过程中可能先形成亚稳态bcc铁，之后再逐渐转变为稳态的hcp结构的铁晶体，这可能会造成ICB物性结构的横向变化。地球内外核边界位于5100多千米的深处，难以直接观测或采样，其形态特征、物理性质及结晶成核机制研究是一个复杂且具有挑战性的领域。地震波可以穿透全球，PKiKP、PKIKP、PKIIKP及PKP-Cdiff等观测震相携带了内外核边界结构的丰富信息。几十年来，随着全球观测数据的积累及计算能力的提升，近年来研究者基于高频地震波的幅度或者波形对ICB小尺度进行了研究，提出ICB可能不是一个平坦尖锐的简单界面，而存在局部分层、小尺度地形起伏或固体斑块堆积等复杂性结构。但之前的研究对ICB采样的地震波观测比较少，目前对ICB的精细结构的认识依然比较有限，妨碍了对内外核之间热化学、地球动力学相互作用及内核结晶机制的深入理解。
研究区内外核边界（ICB）结构模型与示意图
近日，精密测量院学者与国内外同行开展合作，基于地震台阵技术对高频前临界反射PKiKP波形数据集进行了细致分析，通过全波形反演构建了研究区ICB精细结构模型，发现中亚、西伯利亚、及东北亚部分区域的ICB并非简单平滑界面，而存在2-7km厚的低速分层结构，该低速层可能是固体内核结晶过程中形成的糊状层或者bcc与hcp结构的铁晶体的局部共存，该成果为内核结晶机制研究提供了关键信息。
相关研究成果以“Small-scale layered structures at the inner core boundary”为题发表在学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）上，精密测量院为论文的第一完成单位。精密测量院副研究员张宝龙为第一作者，研究员倪四道为通讯作者。
该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。
全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-42177-7
科研动态
精密测量院在地球的内外核边界精细结构研究取得重要进展
固态内核是地球的最内部圈层，内核在结晶固化过程中向外核释放大量的热能和轻元素，驱动铁镍合金的液态外核强对流，产生并维持着地球磁场。内核的结晶固化是在内外核边界（ICB）处发生的，剧烈的成分对流和ICB上热交换的变化可能控制晶体生长过程。内外核边界的物性结构及形态特征，是理解内核生长机制、热化学演化及内外核相互作用等动力学过程的关键，对于地球内部运行机制与宜居性研究具有重要意义。
内外核边界是地球深处的相变面，之前学者们认为外核的温度横向变化比较小，ICB被认为是平缓尖锐的界面。然而，冶金学中研究表明液态金属冷凝结晶过程中，由于固液界面的形态不稳定性通常会导致糊状区域结构的形成。因而，上世纪80年代起，学者们推断ICB处可能存在模糊层，并推测其热动力学厚度可能是数百公里，也可能只有数百米。最近矿物物理学家利用持续晶胚法和分子动力学模拟研究了内核的结晶过程，发现亚稳体心立方(bcc)铁在内核条件下的成核速率远高于hcp铁，基于此提出了两步成核假说，即内核结晶过程中可能先形成亚稳态bcc铁，之后再逐渐转变为稳态的hcp结构的铁晶体，这可能会造成ICB物性结构的横向变化。地球内外核边界位于5100多千米的深处，难以直接观测或采样，其形态特征、物理性质及结晶成核机制研究是一个复杂且具有挑战性的领域。地震波可以穿透全球，PKiKP、PKIKP、PKIIKP及PKP-Cdiff等观测震相携带了内外核边界结构的丰富信息。几十年来，随着全球观测数据的积累及计算能力的提升，近年来研究者基于高频地震波的幅度或者波形对ICB小尺度进行了研究，提出ICB可能不是一个平坦尖锐的简单界面，而存在局部分层、小尺度地形起伏或固体斑块堆积等复杂性结构。但之前的研究对ICB采样的地震波观测比较少，目前对ICB的精细结构的认识依然比较有限，妨碍了对内外核之间热化学、地球动力学相互作用及内核结晶机制的深入理解。
研究区内外核边界（ICB）结构模型与示意图
近日，精密测量院学者与国内外同行开展合作，基于地震台阵技术对高频前临界反射PKiKP波形数据集进行了细致分析，通过全波形反演构建了研究区ICB精细结构模型，发现中亚、西伯利亚、及东北亚部分区域的ICB并非简单平滑界面，而存在2-7km厚的低速分层结构，该低速层可能是固体内核结晶过程中形成的糊状层或者bcc与hcp结构的铁晶体的局部共存，该成果为内核结晶机制研究提供了关键信息。
相关研究成果以“Small-scale layered structures at the inner core boundary”为题发表在学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）上，精密测量院为论文的第一完成单位。精密测量院副研究员张宝龙为第一作者，研究员倪四道为通讯作者。
该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。
全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-42177-7