長期以來,地球致密核心的物質被認為封閉穩定,不會泄漏至地表。但德國哥廷根大學等機構的一項最新研究,或將修正這一傳統認知。研究團隊通過分析夏威夷火山玄武巖樣本,發現地核中的物質可能正隨著熾熱的巖漿柱逐步上涌。這項研究被認為是迄今最有力的地核泄漏證據,相關成果已刊登于英國《自然》期刊。
此前有研究推測,火山巖中可能含有來自地核的物質,而氫、氦等元素同位素的異常豐度。但研究論文合著者之一、哥廷根大學同位素地球化學家維爾博爾德(Matthias Willbold)指出,有關證據并不明確,因為氦和氫并不是地核中的特定元素,它們也可能是地幔的一部分。
為了尋找更明確的地核來源證據,研究團隊將焦點放在稀有金屬釕(Ruthenium)上。這種珍貴金屬在地核中高度富集,而在以矽酸鹽為主的地幔中極為稀少。研究人員檢測夏威夷火山玄武巖中質量數為100、101和102的釕同位素分布,并與周圍地幔樣本對比,發現火山巖中質量數為100的釕明顯富集。這一特征,加上鎢同位素比值的變化,為地核成分的參與提供強有力的證據。
研究員指出,這一發現符合地球形成歷史的理論預期。地核在40多億年前形成,而地幔和地殼則富含后期隕石撞擊帶來的物質,因此三者在同位素組成上應有明顯差異。研究員認為,這項研究展示釕同位素作為地核—地幔相互作用示蹤劑的巨大潛力。但他們也強調,仍需對其他火山熱點地區樣本展開更廣泛分析,以進一步驗證地核物質是否普遍參與到地幔柱活動中。
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