前段時間,一項發表于《自然》雜志上的新研究表明,地球核心正在泄露黃金,這到底是怎么回事呢?想要了解這個問題,我們就需要知道地球上的黃金是如何形成的?在浩瀚的宇宙中,黃金的形成可謂是一場壯麗的“煉金”奇跡。當恒星步入生命末期,燃料耗盡之時,便會引發超新星爆炸這一劇烈天象。此時,恒星內部的壓力與溫度急劇攀升至極致,為核合成反應提供了絕佳條件。
在超新星爆炸的核心區域,輕元素如氫、氦等,在極端環境下迅速發生聚變反應,不斷生成更重的元素。隨著反應的持續進行,元素周期表上的元素逐漸“升級”,直至生成像黃金這樣的重元素。這一過程中,質子、中子等基本粒子在強大力量的驅動下,重新組合形成黃金原子核。不過,這一過程極為復雜且概率極低,需要超新星爆炸釋放出的巨大能量作為支撐。爆炸產生的沖擊波還將這些新合成的黃金元素拋射到宇宙空間中,為它們在后續行星形成過程中聚集提供了可能。
除了超新星爆炸,恒星碰撞也是合成黃金的重要途徑。在宇宙的某些角落,中子星等恒星在引力作用下相互靠近,最終發生劇烈碰撞。中子星作為宇宙中密度極高的天體,其碰撞產生的極端條件難以想象。當兩顆中子星相撞時,瞬間釋放出的能量堪比數十億個太陽。在如此極端的高溫、高壓環境中,中子之間的相互作用變得極為頻繁和劇烈。這些中子不斷被“擠入”原子核,與質子結合生成新的重元素,黃金便在這一過程中應運而生。
那么黃金是如何來到地球上的?
科學家認為大約46億年前,太陽星云在萬有引力的作用下緩緩凝聚。星云中的物質主要由氫和氦構成,它們占據了絕大部分比例,但也夾雜著一些重元素,像黃金這樣的稀有金屬。氫和氦在引力的牽引下,逐漸向星云中心聚集,形成了太陽的雛形。而像黃金這樣的重元素,由于其密度較大,受到引力的影響更為顯著,它們在星云中也發生著聚集。不過,由于黃金等重元素在太陽星云中的含量相對較少,它們的分布較為分散,主要存在于星云的某些特定區域,這些區域往往溫度較高、壓力較大,為重元素的聚集提供了有利條件。
這些分布在太陽星云中的黃金元素,為后續地球的形成以及地球內部黃金的聚集奠定了基礎,成為地球黃金的最初來源。在地球形成之初,其內部并非如今這般分層結構。那時的原始地球,在隕石撞擊、放射性衰變致熱和重力收縮等多重因素作用下,逐漸升溫至熔融狀態。隨著時間的推移,熔巖開始冷卻并釋放潛熱,這一過程持續了漫長的時間。冷卻過程中,密度較大的物質逐漸下沉,密度較小的物質則向上浮起,由此便形成了分層結構。最初,冷卻凝固的外層形成了固態的地殼,其下是處于半固態的地幔,最中心則是密度極高的液態外地核和固態內核。
在地球內部的分層過程中,重力分異作用發揮著至關重要的作用。地球內部物質在重力的影響下,密度較大的物質會逐漸向地心方向沉降,而密度較小的物質則會上浮。黃金作為一種密度較大的金屬元素,在重力分異的作用下,自然而然地會從地幔向地核沉降。在地球形成的早期,地幔處于高溫、高壓的熔融狀態,黃金等重元素在熔融物質中相對較為均勻地分布。隨著地球的不斷冷卻,地幔中的物質逐漸凝固,黃金等重元素在重力作用下,開始向地核方向遷移。這個過程可能持續了數十億年之久,最終導致地球內部的黃金元素大量聚集在地核中。
那么這些黃金是如何來到地球表面的?
科學家認為,這得歸功于地球內部一個巨大的運輸系統——地幔柱,簡單來講,地幔柱可以起源于“核幔邊界”(即地球核心與地幔交界區域),它們是一種巨大熱巖流,會緩慢地向上運動,當其抵達地殼下方時,就會形成巖漿,最終通過火山運動噴發出來,在此過程中,從地球核心泄漏出來的“釕-100”,就可以在“核幔邊界”處進入了地幔柱的底部,并隨之來到地表。
正因為如此,科學家才認為地球核心正在泄露黃金,可以想象的是,這些黃金也會像“釕-100”那樣被地幔柱帶到地表,進而被我們人類發現。那這是否就意味著人類要發財了呢?實際上,這個問題目前還沒有確定的答案。不過即使地球內部的環黃金非常豐富,但是地球內部的黃金也不可能全部到達地球表面,畢竟地球內部的結構非常復雜,如果地球內部的環境遭到破壞,那么地球生命可能會全部毀滅。
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