科學家發現,地核物質可能向外洩露已達25億年,這是怎麼回事?

2020-12-04 探索宇宙說

地球是人類生存的家園,對於這個家園,人類了解得其實並不多。在人類走進科技時代之後,雖然在科技的幫助下,我們對地球表面的情況有了更加全面的了解,可是對於海洋和地球內部的情況了解得極其少,尤其是地球內部的情況,基本是茫然一片。

地球是一顆巖質行星,所以它有著非常明顯的地質分層結構,根據科學家的地震波探測,將地球內部結構分為三層,地殼,地幔和地核。地殼是連接地表的結構,也是三個結構層中最薄的一層,平均厚度約17千米。前蘇聯科學家曾經進行的科拉超深鑽孔,最深處也只有12262米,這個深度離鑽透地殼層還差很遠。

地幔層是三個結構層中最中間的一層,也是地球內部最神秘的一個區域,它的平均厚度約2865千米,遠遠超越地殼層,而地球最中心的區域就是地核層,它的平均厚度可達3478千米,最地球結構層中最厚的區域。

地球的核心深埋於地表下方3000公裡的地方,一直可以延伸至地表下方6400公裡之處。在地核中,大部分的物質組成為鐵,還有一部分為鎳。地核的溫度非常高,可以達到6000多攝氏度,所以這裡的溫度絲毫不亞於太陽表面的溫度。

地核是我們最難探測的區域,它位於地球的中心,離地表最深。所以我們並不知道地核到底是什麼樣的形態,有人說地核可能是固液結合態,地核有可能同樣可分層三個層,最裡層為液態,外層是固態。當然,目前對地核的結構都還只是一個猜測,不管地核的結構如何,它的存在對於地球的生態環境有著重要的作用。

地球的磁場,穩定的生態結構等有可能都跟地核有關,正是由於地核的運動,才讓地球成為了生命星球。因此,地核是否是活,直接決定著一顆星球的命運。因此,科學家一直以來都對地核的探測研究非常重視,通過多年的研究,研究發現,地核的物質有可能向外洩露已達25億年,這是怎麼回事?

可能有人會說了,地核距離地幔和地殼層那麼遙遠,怎麼會有地核的物質向外不斷洩露呢?科學家是如何得出這一個結論的?研究表明,熾熱的地核並不「孤獨」,它與其他層混在一起。研究發現,地球最深處的部分物質會洩漏到地幔柱中,並且其中一些最終會到達地球表面。

地質學家表示,地球的三個分層結構並不是各管各的,互相不交流,事實恰恰相反,三個層次結構中的物質在數十億年的歲月裡,一直都在進行著物質的交換。比如地球核心的物質一直都在不斷向地幔層洩露,科學家之所以會有這個重大發現,那是因為研究一些重要的元素得出的結論。

在自然界中,鎢是元素周期表中排行第71號元素,它有五種同位素,其實包括鎢-182和鎢-184,而科學家發現地核洩露的問題,正是通過研究鎢-182和鎢-184的分布得出的結論。

鎢是一種親鐵元素,能夠與鐵共生。因此,地球核心中含有一些鎢也就不足為奇了。另一種元素,鉿(Hf),是一種親石元素,能與巖石共生,可以在地球上富含矽酸鹽的地幔中找到。鉿的放射性同位素鉿-182的半衰期為890萬年,它衰變為鎢-182。科學家推斷,這意味著地幔應該比地核擁有更多的鎢-182。

科學家通過檢測地球最古老巖石中的鎢-182和鎢-184的比例,發殃它們比大部分的現代巖石都要高,通過這個檢測就能夠看出地核中的鎢長時間洩漏到地幔中。同時科學家通過研究發現,地球上最古老地幔巖石中鎢的同位素並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。

真正開始發生地核,地幔之間物質交換時間的時間是在25億年前,這個時間段地幔中的鎢同位素組成發生了巨大的變化,說明地核中大量的物質開始洩露到地幔中。那麼是什麼原因導致這種物質洩露事件的發生呢?科學家猜測,可能是地球表面的氧元素進入地幔層引起的。當地球深處的氧濃度上升之後,可能會迫使地核中鎢的遷移到地幔中。

當然,目前對地核深處物質向地幔和地殼洩露的情況,只是科學家初步的探索研究結果,到底真相是什麼,還需要後面不斷的研究和努力。當然,在人類沒有能力真正能夠深入地幔層或地核層之間,探測的手段也只能通過地震波來進行。

因此,我們能夠了解的地球內部情況極其少,僅靠一個地震波很難真正了解地球內部的情況。不過,以人類現在的科技,我們還沒有能力進入到地球內部進行探測,曾經科學家通過地震波探測到在地幔層有兩個巨大的神秘山峰,它們的高度遠超過珠峰,貫穿了整個地幔層,科學家也不知道這是什麼情況?

要知道地幔層溫度可達數千度,如此的高溫環境還能夠存在如此巨大的固態山峰,的確是不可思議的事情。通過這個,我們也明白了地球內部的奧秘還有很多,不僅是地幔層比較神秘,地核深更加神秘。會不會民間傳說中的地底世界真的存在?如果存在,它又會在哪裡呢?

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