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最新研究結果表明:

地核物質泄漏至地幔已有25億年時間

2019-9-26 8:15:59 來源:中國礦業報

皇家社会主场 www.vgfpej.com.cn 熾熱的地核并不“孤獨”——它已與其它地質層混合在一起。地質科學家最新研究結果表明,地球最深處的地核物質已泄漏到地幔柱,并且部分最終會到達地球表面。

研究人員稱,這項發現有助于解決幾十年來一直爭議不休的一個問題:地核和地幔是否交換了任何物質?研究表明,一些地核物質確實轉移到了地幔柱底部。令人不可思議的是,在過去25億年里,地核一直在泄漏。

科學家研究地核并非易事,因為它位于地下2900千米處。人類以科學探測為目的所挖過的最深坑洞是俄羅斯“科拉超深鉆孔”,深度僅達到12.3千米。因此,研究人員的最佳目標是皮爾巴拉克穩定地塊的深地幔巖石層。

雖然我們無法挖到地核中,但元素周期表中的第74號元素——鎢(W)會告訴我們地球內部的情況。鎢是親鐵元素,又被稱為“鐵的情侶”。地核主要是由鐵和鎳構成,因此地球內核含有大量鎢元素不足為奇。

對金屬鎢的分析發現,鎢還會呈現一些同位素(原子核里中子數不同的元素),其中包括W-182(中子數為108個)、W-184(中子數為110個)。研究人員認為這些同位素可以幫助他們揭曉地核泄漏的問題。

另一種揭曉地核泄漏的元素是鉿(Hf)。它是一種親巖元素,可以在地球富含硅酸鹽的地幔層中找到。鉿的放射性同位素Hf-182經過890萬年的半衰期,可衰變成鎢W-182,這意味著地幔應該比地核擁有更多的鎢W-182。

研究人員在報告中稱,由于玄武巖來自于地幔柱,依據海島玄武巖中W-182/W-184比率可探測到地核和地幔柱之間的化學交換。但實際上,這種差異非常小,地幔和地核中的鎢W-182成分預計僅差百萬分之200左右,全球只有不到5個實驗室可以進行此類研究分析。

巖石中的鎢含量揭曉了地核泄漏現象。在地球的演化進程中,地幔中W-182與W-184的比例發生了很大的變化。地球上最古老巖石層W-182/W-184比率比大多數現代巖石都要高,這意味著地核中的鎢長時間泄漏到地幔中。

地球大約在45億年前形成,但地球上最古老地幔巖石中鎢的同位素并沒有發生任何顯著的變化。這表明從43億年前到27億年前,地核和上地幔之間幾乎沒有物質交換。

在過去25億年里,地幔層鎢同位素組成發生了巨大變化,為什么會這樣呢?研究人員稱,如果地幔柱從地核-地幔邊界升高,那么可能就像蹺蹺板一樣,含有氧氣的地表物質將進入地幔深層,對鎢元素產生影響。地球深處的氧濃度上升之后,可能會迫使地核中的鎢遷移到地幔中?!酰ㄒ肚慍牽?/p>

網站編輯:宮莉