地球的核心似乎正在泄漏,科学家们认为他们知道为什么
在6200万年前的北极岩石中发现的氦同位素的创纪录浓度可能是迄今为止我们星球核心缓慢泄漏的最令人信服的证据。
以成果为基础先前的分析在古代熔岩流中,来自伍兹霍尔海洋研究所和加州理工学院的地球化学家团队现在比以往任何时候都更加确定,当我们的星球形成时,被困在核心中的氦正在走向地表。
氦气不是那种容易交朋友的元素。由于如此轻且无反应,几乎没有什么可以阻止气体从暴露的岩石扩散到大气中并漂流到太空中。
这使得氦成为地球表面一种令人惊讶的稀有物质。然而,究竟有多少元素仍然被困在我们脚下深处,这是地质学中最大的未知数之一。
经过大约46亿年的熔岩吐痰,婴儿时期吞下的氦地球大部分应该被打嗝带走。因此,在相对较新的火山岩中发现的任何气体痕迹都应该来自尚未咳出氦气的地幔口袋,或者来自缓慢泄漏的储量。
加拿大巴芬岛上的玄武岩熔岩含有世界上最高的比率氦气 3(3他)到稍重的同位素,氦气 4(4他)。对于地质学家来说,这种混合物表明气体的存在不是被大气污染,而是更深、更古老起源的迹象。
几年前,伍兹霍尔海洋研究所地球化学家福雷斯特·霍顿未发现的氦同位素比率高达样品中大气水平的 50 倍橄榄石从巴芬的熔岩场收集,即使对于地幔来说也很高。
这种不寻常的浓度3他还出现在从冰岛收集的熔岩中,在地壳的一部分上,被认为位于其自身独特的地幔活动传送带之上。
在不排除巧合的可能性的情况下,霍顿和他的团队想知道这两个热点是否可能从地幔附近的古代储层接收到氦气。
现在看来,他们的预感可能是正确的。他们的最新分析包括从巴芬和周围岛屿的数十个避难所收集的橄榄石,提供了最高比例3他到4他曾经在火山岩中记录过,测量了大气中所看到的任何东西的近70倍。
还考虑其他同位素的比例,包括锶和钕,该团队可以排除可能在喷发后改变氦气身份的因素,从而为气体的不寻常起源建立更有力的理由。
另一种惰性气体氖的同位素比例的测量也符合数十亿年前地球被拼凑时存在的条件,表明时间几乎被遗忘了。
追踪氖和氦气回到核心没有那么狂野乍一看。模拟这热力学,压力和我们星球内脏的组成表明,随着地球的发展,被困在核心中的惰性气体储备本可以得到保护,但随着时间的推移会渗入周围的地幔。
隐藏在数千公里密集的热岩石后面,地球的核心就像科学中的物体一样难以接近。我们研究它的唯一方法是仔细聆听我们的星球在皮肤下回响的方式。
如果它真的泄漏,我们可能还有另一种方法来研究它的过程,并了解像我们这样的行星是如何从尘埃和原始气体的漩涡中聚集在一起的。
这项研究发表于自然界.