研究發現地核物質向地幔「洩漏」

2020-11-23 騰訊網

你還記得地球內部構造嗎?內外核、上下地幔，最外面是地殼這樣的結構，內熱外冷，各層都有各自的環境。一份新研究發現，地球內核裡面的物質在過去25億年裡不斷「洩漏」到地幔層，有的甚至達到地殼表層。

地心與地幔交換物質嗎?

地核位於地下2900公裡深處，溫度高達5000多攝氏度。科學家知道內核的熱量經常通過火山活動傳遞到地球外層。但是在過去幾十年裡，科學界就地心與地幔是否存在物質互換的問題存在爭議。

研究者說，這份研究首次給出了答案。

地心物質「洩漏」的證據

研究者找到鎢(化學符號W)同位素比例是研究地心物質成分的關鍵性指標。

鎢-182(含108個中子)和鎢-184(含110個中子)是鎢元素兩種常見的同位素。由於地幔層富含的另一種元素鉿(化學符號Hf)會衰變為鎢-182。因此地幔層中鎢-182與鎢-184的比例應遠高於地心。

這份由美國、加拿大、法國和澳大利亞科學家聯合進行的研究發現，地幔層最古老的石頭中鎢-182與鎢-184的比例遠比近代石頭中兩者的比例高。這意味著在地球漫長的演化中，地心的鎢元素逐漸轉移到了地幔層。

只是近25億年的變化

科學家估計地球年齡約為45億年。有趣的是，研究者還發現這種「洩漏」的變化只在近25億年中發生。

他們研究現在能找到的最早的火山巖——來自18億年前，鎢同位素比例沒有很大不同。這表明從43億年前到27億前年，並沒有發生這種地心向地幔的物質轉移運動。

在後來的25億年裡，鎢同位素比例才發生很大改變。

尚無法定論原因

這個研究組表示，還不能定論發生這種變化的原因，只是給出一些猜測。

地球的磁場保護著地球上的生命免受來自太空和太陽高能射線的輻射，地球內核正是產生磁場的地方。

研究者認為這個發現有助於研究「地球內核的演化以及地球磁場的來源」。

這份研究6月20日發表在地球化學期刊Geochemical Perspectives Letters上。

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