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最新研究结果表明:

地核物质泄漏至地幔已有25亿年时间

2019-9-26 8:15:59 来源:qq运动鼓励红包怎么发报

炽热的地核并不“孤独”——它已与其它地质层混合在一起。地质科学家最新研究结果表明,地球最深处的地核物质已泄漏到地幔柱,并且部分最终会到达地球表面。

研究人员称,这项发现有助于解决几十年来一直争议不休的一个问题:地核和地幔是否交换了任何物质?研究表明,一些地核物质确实转移到了地幔柱底部。令人不可思议的是,在过去25亿年里,地核一直在泄漏。

科学家研究地核并非易事,因为它位于地下2900千米处。人类以科学探测为目的所挖过的最深坑洞是俄罗斯“科拉超深钻孔”,深度仅达到12.3千米。因此,研究人员的最佳目标是皮尔巴拉克稳定地块的深地幔岩石层。

虽然我们无法挖到地核中,但元素周期表中的第74号元素——钨(W)会告诉我们地球内部的情况。钨是亲铁元素,又被称为“铁的情侣”。地核主要是由铁和镍构成,因此地球内核含有大量钨元素不足为奇。

对金属钨的分析发现,钨还会呈现一些同位素(原子核里中子数不同的元素),其中包括W-182(中子数为108个)、W-184(中子数为110个)。研究人员认为这些同位素可以帮助他们揭晓地核泄漏的问题。

另一种揭晓地核泄漏的元素是铪(Hf)。它是一种亲岩元素,可以在地球富含硅酸盐的地幔层中找到。铪的放射性同位素Hf-182经过890万年的半衰期,可衰变成钨W-182,这意味着地幔应该比地核拥有更多的钨W-182。

研究人员在报告中称,由于玄武岩来自于地幔柱,依据海岛玄武岩中W-182/W-184比率可探测到地核和地幔柱之间的化学交换。但实际上,这种差异非常小,地幔和地核中的钨W-182成分预计仅差百万分之200左右,全球只有不到5个实验室可以进行此类研究分析。

岩石中的钨含量揭晓了地核泄漏现象。在地球的演化进程中,地幔中W-182与W-184的比例发生了很大的变化。地球上最古老岩石层W-182/W-184比率比大多数现代岩石都要高,这意味着地核中的钨长时间泄漏到地幔中。

地球大约在45亿年前形成,但地球上最古老地幔岩石中钨的同位素并没有发生任何显着的变化。这表明从43亿年前到27亿年前,地核和上地幔之间几乎没有物质交换。

在过去25亿年里,地幔层钨同位素组成发生了巨大变化,为什么会这样呢?研究人员称,如果地幔柱从地核-地幔边界升高,那么可能就像跷跷板一样,含有氧气的地表物质将进入地幔深层,对钨元素产生影响。地球深处的氧浓度上升之后,可能会迫使地核中的钨迁移到地幔中。□(叶倾城)

网站编辑:宫莉