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最新研究:地核物质泄漏至地幔已有25亿年时间

时间:2019-09-19 09:53:29 来源:新浪科技 评论:澳门威尼斯人注册手机版下载 点击:0
  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,地核一直泄漏。

  新浪科技讯 北京时间9月19日消息,据美国生活科学网站报道,最新一项研究发布令人震惊的消息:地核物质泄漏长达25亿年,但地质学家并不知道为什么会出现这样的现象!

  炽热的地核并不“孤独”——它已与其它地质层混合在一起,科学家最新研究表明,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,地核一直泄漏。

  这项研究结果是通过分析金属钨获得的,钨位于元素周期表第74号,对钨进行全部分析,发现它是亲铁元素,或者是“铁的情侣”,因此地球内核含有大量钨元素不足为奇,而地核主要是由铁和镍构成。

  对金属钨的分析中,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),在研究过程中,研究人员意识到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,意味着这是一种喜欢岩石的元素,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,依据海岛玄武岩中182W/184W比率可探测到地核和地幔柱之间的化学交换,而海岛的玄武岩来自于地幔柱,但是钨的这种微妙差异非常小,地幔和地核中的钨W -182成分预计仅差百万分之200左右,全球仅有不到5个实验室可以进行此类研究分析。

  此外,科学家研究地核并非易事,因为它位于地下2900公里处,人类挖过最深的地下洞是俄罗斯“科拉超深钻孔”,深度仅达到12.3公里。因此,研究人员进行勘测的最佳目标是皮尔巴拉克稳定地块的深地幔岩石层,这里位于西澳大利亚、留尼旺岛和印度洋凯尔盖朗群岛热点区域。

  岩石中的钨含量揭晓了地核泄漏现象,在地球的进化历程中,地幔中的W-182和W-184比值发生了很大变化,令人惊奇的是,他们发现地幔最古老岩石层W-182和W-184比值比现代岩石更高。地幔中W-182和W-184比率变化暗示地核中钨元素泄漏至地幔已很长时间,地球大约45亿年历史,然而地球上最古老地幔岩石中钨同位素并没有发生显著变化,这表明从43亿年前至27亿年前,地核和上地幔之间几乎同有物质交换。

  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-地幔边界上升高,那么可能就像跷跷板一样,地表物质将进入地幔深层,地表物质含有氧气,它们可以影响钨元素。

  实验表明,地核-地幔边界氧浓度的增加可能导致钨元素从地核中分离,进入地幔,这项最新研究结果可能告诉我们关于地核演变的过程,包括地球磁场的起源。这项最新研究报告发表在6月20日出版的《地球化学透视快报》上。

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