地球核心泄漏了25億年的原因是什么？

地球的焦點深埋于地表下方3000公里的處所，一向可以延長至地表下方6400公里之處。在地核中，大部門的物質構成為鐵，還有一部門為鎳。因為地核很是深，并且溫度又高達幾千度，人類今朝沒有能力鉆到那邊，所以我們對地核的領會很是有限。

比來有一項研究[1]表白，熾熱的地核并不“孤傲”，它與其他層混在一路。研究發現，地球最深處的部門物質會泄露到地幔柱中，而且此中一些最終會達到地球概況。

地質學家暗示，這一發現有助于解決幾十年來一向爭論不休的一個地質學問題：地核和地幔是否互換了物質。事實表白，在曩昔25億年里，地球焦點一向在標的目的地幔泄露出物質。

研究地核并不輕易，因為它起頭于地下3000公里的深處。人類以科學探測為目標所挖出的最深坑洞是科拉超深鉆孔，深度僅為12.3公里，這仍然沒有挖出地殼達到地幔。

固然科學家無法挖到地核中，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環境。鎢是一種親鐵元素，可以或許與鐵共生。是以，地球焦點中含有一些鎢也就層見迭出了，因為地核本家兒要由鐵組成。

在天然界中，鎢存在五種同位素（同種元素的原子核中包含分歧的中子數），此中包羅鎢-182（中子數為108個）和鎢-184（中子數為110個）。研究人員意識到，這些同位素可以幫忙他們解決地核泄露的問題。

另一種元素，鉿（Hf），是一種親石元素，這意味著它能與巖石共生，可以在地球上富含硅酸鹽的地幔中找到。鉿的放射性同位素鉿-182的半衰期為890萬年，它衰變為鎢-182。科學家揣度，這意味著地幔應該比地核擁有更多的鎢-182。

因為玄武巖來自地幔柱，按照洋島玄武巖中的鎢-182/鎢-184比例，可以檢測到地核和地幔柱之間的化學互換。不外，鎢的這種不同極小，地幔和地核中的鎢-182的當作分估計只有大約200 ppm的不同，宿世界上只有寥寥幾個嘗試室能做這種闡發。

成果表白，在地球的演化歷程中，地幔中鎢-182與鎢-184的比例發生了很大的轉變。地球上最古老巖石的鎢-182/鎢-184的比例比大大都現代巖石都要高，這意味著地核中的鎢長時候泄露到地幔中。

地球大約在45億年前形當作，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轉變。這表白，從43億年前到27億年前，地核和上地幔之間幾乎沒有物質互換。

但在曩昔的25億年里，地幔中的鎢同位素構成發生了龐大的轉變，為什么會這樣呢？

地質學家認為，若是地幔柱從地核-地幔鴻溝升起，那么，這可能就像蹺蹺板一樣，來自地球概況的物質會進入地幔深處。這種概況物質含有氧元素，它會對鎢發生影響。于是，地球深處的氧濃度上升之后，可能會迫使地核中鎢的遷徙到地幔中。

參考文獻

[1] H. Rizo, D. Andrault, N.R. Bennett, et al., W-182 evidence for core-mantle interaction in the source of mantle plumes, Geochemical Perspectives Letters, 2019, 11, 6-11.

發表于 2019-08-01 01:00
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