研讨人员挑战了教科书上关于地球结构的传统观念,即细密金属地核内的物质一直停留在原地。5月21日,一项发表于《天然》的研讨标明,对夏威夷火山群岛岩石的剖析或许初次供给了最有力的依据,证明地核物质的确正在“走漏”,并被热岩浆柱一路推至地表。
“这些数据将成为地球化学界从头考虑地幔和地球前史的重要依据。”美国伍兹霍尔海洋研讨所的地球化学家Forrest Horton表明。
此前,有关某些同位素相对丰度的研讨曾暗示,部分火山岩含有来自地核的物质。在加拿大巴芬岛的一些岩石中,氦-3含量比较更常见的氦-4高得多,钨和氢同位素的份额也存在反常。这些特征或许指向源自地表以下约2900公里,即主要由铁和镍构成的地核与岩石地幔交界处的物质交流。
但论文作者之一、德国哥廷根大学的地球化学家Matthias Willbold指出,这些前期的同位素头绪“并非确凿无疑”。“氦和氢不是地核的特征元素,它们也或许是地幔的一部分。”
为了寻觅更有说服力的依据,Willbold和合作者将研讨要点转向钌——一种与铂相似的稀有金属,已知在地核中富集。他们测量了夏威夷岩石样本中原子量为100、101和102的钌原子相对含量。
Willbold表明,夏威夷是寻觅或许源自地幔最深处的岩石的抱负地址,由于夏威夷群岛由“热门”构成,那里的岩浆被以为源自地幔最深处,穿透地壳喷射而出。
为取得牢靠数据,论文通讯作者、哥廷根大学的地球化学家Nils Messling改进了从岩石样本中提取微量钌的技能,然后使用质谱仪做多元化的剖析。“预期的差异如此小,以至于此前的剖析办法无法捕捉这种信号。”
研讨团队发现,这些钌同位素特征与地壳其他区域观察到的特征存在十分显着差异。这一成果与人们对地球地质前史的预期共同。地核构成于40多亿年前,而地幔和地壳则包括很多后来陨石碰击发生的物质。这在某种程度上预示着这些不一样的区域具有共同的同位素浓度,或许反映在地核与地幔、地壳间的差异上。
Willbold表明,这一成果还证明,带着物质至地表的岩浆柱“必定始于地核-地幔鸿沟”。Horton以为这些依据具有说服力,但他弥补说,现在彻底扫除其他解说或许为时过早。进一步的依据或许来自对其他火山热门样本的研讨。
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