|
|
据美国有线电视消息网报道，一项新研究表明，黄金与其他贵金属正从地核泄漏至地表，最终在夏威夷等火山岛形成过程中涌上地面。
这一理论是基于对夏威夷玄武岩长达三年的分析得出的。这些玄武岩最初是由海底升起的岩浆或熔岩羽流形成。在火山岩中发现的重金属情势线索，或许证实了地质学家长期以来的一种猜测——地球的熔融核心并非孤立存在，而是可能渗入岩石地幔，也就是地球薄壳与地核之间的那一层。
“约莫40年前，就有人首次提出地核可能正在向地幔流失一些物质的理论，但截至目前，我们获取的信号一直十分模糊。”德国哥廷根大学地球化学家尼尔斯·梅斯林说道，他是5月21日发表在《自然》（Nature）杂志上这份报告的主要作者。“而在我看来，如今我们掌握了首个极具说服力的证据，表明地核的部分物质确实进入了地幔。”
科学家们早已知晓，地球上大部分黄金按照梅斯林的说法，超过99.95%与铂等其他重元素一同隐藏在熔融的地核之中。在地球早期历史阶段，陨石频繁撞击，这些贵金属的储藏库约莫在45亿年前地核形成时诞生。
但这项研究表明，至少有一小部分黄金已经逃逸到了地表，这不禁让人浮想联翩：倘若这种泄漏持续下去，未来或许会有越来越多的贵金属从地心流向地壳。
“我们的研究成果不仅表明地核并非如先前假设的那般孤立，如今我们还能证明，大量过热的地幔物质——数以千万吨计的岩石——起源于地核-地幔边界，并上升到地球表面，形成了像夏威夷如许的海洋岛屿。”该研究的合著者、哥廷根大学教授马蒂亚斯·威尔博尔德在一份声明中说道。
探寻地核中的贵金属。为了找到地核 - 地幔相互作用的证据，梅斯林和他的合著者从华盛顿特区的史密森尼学会获取了一些夏威夷火山岩样本。
“有些样本是潜艇从深海火山带走的，但（其他）样本看起来就是非常普通的玄武岩，毫不起眼，在夏威夷随处可见。”他说，“我们从半公斤（1.1磅）的岩石入手，将其粉碎成粉末，然后在烤箱中用几种不同的化学品将其熔化，最终得到液体情势的样品。”
从该样本中，研究团队提取了铂族中的全部元素，包罗铂本身以及鲜为人知的铑、钯、铱、锇和钌。之后，科学家们将研究重点放在了钌上，这是一种银灰色金属，在地壳中与黄金一样稀有。
“地幔中几乎不存在钌，”梅斯林说，“它是地球上最稀有的元素之一。但地球本质上是由相互撞击的陨石构成的，这些陨石含有钌，在地核形成时，钌就进入了地核。所以地幔中的钌极少，而核心中却有大量钌。黄金和铂金的情况亦是如此。”
地核分为两层。内层是一个由铁和镍组成的炽热固体金属球体，大小约为月球的70%，半径约1221公里。液态金属外核厚度约2253公里，一直延伸到地表以下约2897公里，也就是地幔的位置。
相比之下，位于地球地壳和熔融核心之间的地幔，大部分是2897公里厚的固体岩石。
为了确定提取的钌最初是来自地核而非地幔，研究团队研究了钌的一种特定同位素或范例。在数十亿年前地核形成期间，这种同位素在地球早期建筑质料中可能更为丰富。
“绝大多数黄金和其他贵金属，可能是在地球形成的末了阶段，由大规模陨石撞击产生的——这一过程被称为晚期吸积。”丹麦哥本哈根大学地球化学助理教授佩德罗·沃特顿说道，他并未参与这项研究。
玄武岩样品中存在钌同位素表明，至少有一部分岩石是由来自熔融金属核心的质料形成的。
梅斯林表示，这是因为人们广泛认为，在地球形成的早期阶段聚结的物质，在陨石记载中已不复存在。他还补充道，夏威夷等热点火山的岩石中的同位素特征，与任何其他已知的岩石或陨石都截然不同。
换句话说，梅斯林发现的钌同位素在数十亿年前就被封存在了地核中，所以今天在火山岩中检测到的同位素表明它来自地核。
“这是一种相当新颖且具有挑战性的方法，”梅斯林说，“我们成功测量了几乎没有钌的岩石中的钌含量。在半公斤（1.1磅）的岩石中，钌含量不到毫克，这简直就像在行星的海洋中捞针！这相当令人兴奋，至少对地球化学家而言是如此。这是一个漫长但无比激动人心的过程。”
与黄金有何关联？那么，这与黄金又有何接洽呢？梅斯林说，钌与黄金在化学性质上相似，所以如果地核泄漏钌，那么也会泄漏类似数量的金。不过，这只是一个“微不足道”的量。即便科学家们想直接从源头（地核-地幔边界）提取黄金，其深度也远远超出了目前技术所能钻探的范围。事实上，它比有史以来最深的钻孔——俄罗斯的科拉超深井（深度达12.3公里）——还要深约236倍。
梅斯林表示，证明地核并非孤立存在，这尤其令人兴奋，因为地核和地幔按理说不应该相互作用。“它们的密度差异极大，就像油和水一样，所以从技术层面讲，它们不应该混合。而且我们至今仍没有一个合理的机制来解释它们为何会如许。我们对地核的了解着实是太少了。”他说。
梅斯林说，夏威夷岩石样本表明，泄漏过程需要5亿到10亿年才能完成。
“这是一段相当漫长的时间，我们怀疑这种情况可能已经持续了很久，而且现在可能仍在发生。”他解释道。
根据梅斯林的说法，如果贵金属泄漏是一个持续的过程，那么即便单个岩石中的地核物质含量可以忽略不计，至少有一部分人类开采的黄金可能来自地核，而且世界的黄金供应似乎正在得到补充。
“这是一个非常有趣的想法，虽然这个过程规模很小，如果你只关注一个岛屿，效果几乎为零，但如果你把它放到45亿年的时间跨度中去看，它可能会改变地球的组成。”他说。
地核-地幔相互作用。未参与这项研究的研究人员对研究结果给予了积极评价。
“我们知道，地球是由不同世代的陨石质料构成的，这些陨石质料是渐渐添加到这个不断增长的星球上的。最早几代陨石质料中的贵金属被浓缩到了我们星球的核心中，而来自地球生长末了阶段的陨石中的金属则留在了我们星球的地幔中。”英国剑桥大学地球化学和行星科学教授海伦·威廉姆斯说。
她补充道，这项研究证实，地幔羽流——从地核 - 地幔边界上升的熔融岩石射流，形成了像夏威夷如许的热点——确实含有以某种方式来自地球金属核心的物质，威廉姆斯说，并补充称结果“令人兴奋”。
宾夕法尼亚州立大学地球科学副教授杰西·雷明克对此表示赞同。“这是一个由来已久的争论，已往10年左右的新数据重新引发了核心会随着时间的推移以化学方式‘泄漏’到地幔中的可能性。”他说，“这项研究似乎确实得出了结论——地核确实为地幔提供了一些物质。”
哥本哈根大学的沃特顿表示，最新的研究还强化了以前工作中提出的观点，即一些地幔羽流包罗来自地核的物质。
这是否也意味着地壳中的一些黄金最初来自地核？“是的，但可能只是非常少量的。”他说。
在朋友圈分享这个故事；关注『跟着大事跑的人』，每天了解全球热点！
来源：https://view.inews.qq.com/k/20250531A0232I00
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！ |
|
/1 
