地球的核心似乎正在泄漏,科學(xué)家們認(rèn)為他們知道為什么
在6200萬年前的北極巖石中發(fā)現(xiàn)的氦同位素的創(chuàng)紀(jì)錄濃度可能是迄今為止我們星球核心緩慢泄漏的最令人信服的證據(jù)。
以成果為基礎(chǔ)先前的分析在古代熔巖流中,來自伍茲霍爾海洋研究所和加州理工學(xué)院的地球化學(xué)家團(tuán)隊現(xiàn)在比以往任何時候都更加確定,當(dāng)我們的星球形成時,被困在核心中的氦正在走向地表。
氦氣不是那種容易交朋友的元素。由于如此輕且無反應(yīng),幾乎沒有什么可以阻止氣體從暴露的巖石擴(kuò)散到大氣中并漂流到太空中。
這使得氦成為地球表面一種令人驚訝的稀有物質(zhì)。然而,究竟有多少元素仍然被困在我們腳下深處,這是地質(zhì)學(xué)中最大的未知數(shù)之一。
經(jīng)過大約46億年的熔巖吐痰,嬰兒時期吞下的氦地球大部分應(yīng)該被打嗝帶走。因此,在相對較新的火山巖中發(fā)現(xiàn)的任何氣體痕跡都應(yīng)該來自尚未咳出氦氣的地??诖蛘邅碜跃徛孤┑膬α?。
加拿大巴芬島上的玄武巖熔巖含有世界上最高的比率氦氣 3(3他)到稍重的同位素,氦氣 4(4他)。對于地質(zhì)學(xué)家來說,這種混合物表明氣體的存在不是被大氣污染,而是更深、更古老起源的跡象。
幾年前,伍茲霍爾海洋研究所地球化學(xué)家福雷斯特·霍頓未發(fā)現(xiàn)的氦同位素比率高達(dá)樣品中大氣水平的 50 倍橄欖石從巴芬的熔巖場收集,即使對于地幔來說也很高。
這種不尋常的濃度3他還出現(xiàn)在從冰島收集的熔巖中,在地殼的一部分上,被認(rèn)為位于其自身獨特的地?;顒觽魉蛶е稀?/p>
在不排除巧合的可能性的情況下,霍頓和他的團(tuán)隊想知道這兩個熱點是否可能從地幔附近的古代儲層接收到氦氣。
現(xiàn)在看來,他們的預(yù)感可能是正確的。他們的最新分析包括從巴芬和周圍島嶼的數(shù)十個避難所收集的橄欖石,提供了最高比例3他到4他曾經(jīng)在火山巖中記錄過,測量了大氣中所看到的任何東西的近70倍。
還考慮其他同位素的比例,包括鍶和釹,該團(tuán)隊可以排除可能在噴發(fā)后改變氦氣身份的因素,從而為氣體的不尋常起源建立更有力的理由。
另一種惰性氣體氖的同位素比例的測量也符合數(shù)十億年前地球被拼湊時存在的條件,表明時間幾乎被遺忘了。
追蹤氖和氦氣回到核心沒有那么狂野乍一看。模擬這熱力學(xué),壓力和我們星球內(nèi)臟的組成表明,隨著地球的發(fā)展,被困在核心中的惰性氣體儲備本可以得到保護(hù),但隨著時間的推移會滲入周圍的地幔。
隱藏在數(shù)千公里密集的熱巖石后面,地球的核心就像科學(xué)中的物體一樣難以接近。我們研究它的唯一方法是仔細(xì)聆聽我們的星球在皮膚下回響的方式。
如果它真的泄漏,我們可能還有另一種方法來研究它的過程,并了解像我們這樣的行星是如何從塵埃和原始?xì)怏w的漩渦中聚集在一起的。
這項研究發(fā)表于自然界.
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