地球核心泄漏了25亿年的原因是什么？

地球的焦点深埋于地表下方3000公里的处所，一向可以延长至地表下方6400公里之处。在地核中，大部门的物质构成为铁，还有一部门为镍。因为地核很是深，并且温度又高达几千度，人类今朝没有能力钻到那边，所以我们对地核的领会很是有限。

比来有一项研究[1]表白，炽热的地核并不“孤傲”，它与其他层混在一路。研究发现，地球最深处的部门物质会泄露到地幔柱中，而且此中一些最终会达到地球概况。

地质学家暗示，这一发现有助于解决几十年来一向争论不休的一个地质学问题：地核和地幔是否互换了物质。事实表白，在曩昔25亿年里，地球焦点一向在标的目的地幔泄露出物质。

研究地核并不轻易，因为它起头于地下3000公里的深处。人类以科学探测为目标所挖出的最深坑洞是科拉超深钻孔，深度仅为12.3公里，这仍然没有挖出地壳达到地幔。

固然科学家无法挖到地核中，但元素周期表中的第74号元素——钨（W）会告诉我们地球内部的环境。钨是一种亲铁元素，可以或许与铁共生。是以，地球焦点中含有一些钨也就层见迭出了，因为地核本家儿要由铁组成。

在天然界中，钨存在五种同位素（同种元素的原子核中包含分歧的中子数），此中包罗钨-182（中子数为108个）和钨-184（中子数为110个）。研究人员意识到，这些同位素可以帮忙他们解决地核泄露的问题。

另一种元素，铪（Hf），是一种亲石元素，这意味着它能与岩石共生，可以在地球上富含硅酸盐的地幔中找到。铪的放射性同位素铪-182的半衰期为890万年，它衰变为钨-182。科学家揣度，这意味着地幔应该比地核拥有更多的钨-182。

因为玄武岩来自地幔柱，按照洋岛玄武岩中的钨-182/钨-184比例，可以检测到地核和地幔柱之间的化学互换。不外，钨的这种不同极小，地幔和地核中的钨-182的当作分估计只有大约200 ppm的不同，宿世界上只有寥寥几个尝试室能做这种阐发。

成果表白，在地球的演化历程中，地幔中钨-182与钨-184的比例发生了很大的转变。地球上最古老岩石的钨-182/钨-184的比例比大大都现代岩石都要高，这意味着地核中的钨长时候泄露到地幔中。

地球大约在45亿年前形当作，但地球上最古老地幔岩石中钨的同位素并没有发生任何显著的转变。这表白，从43亿年前到27亿年前，地核和上地幔之间几乎没有物质互换。

但在曩昔的25亿年里，地幔中的钨同位素构成发生了庞大的转变，为什么会这样呢？

地质学家认为，若是地幔柱从地核-地幔鸿沟升起，那么，这可能就像跷跷板一样，来自地球概况的物质会进入地幔深处。这种概况物质含有氧元素，它会对钨发生影响。于是，地球深处的氧浓度上升之后，可能会迫使地核中钨的迁徙到地幔中。

参考文献

[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.

发表于 2019-08-01 01:00
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