地幔中的氪更清晰地揭示地球是如何形成的 | {$randkws}热点解读 地球深处氪同位素测量显示

围绕年轻恒星形成行星(艺术家绘图)。地球深处氪同位素测量显示,本周官方高通骁龙,背后原因值得深思水、碳和其他挥发物融入地球的时间比过去觉得的更早。图片来源:欧洲南方天文台
(神秘的地球uux.cn报导)据中国科学报:美国加州大学戴维斯分校的一项新探究强调,从冰岛和加拉帕戈斯群岛的地质中心中收集到的地幔中的氪,更清晰地揭示了地球是如何形成的。这项探究12月16日发表在《自然》杂志上。
各异的氪同位素是科学家寻找地球组成成分的化学“指纹”,比如来自太阳系内外的太阳风粒子和陨石。有关察觉表明,地球上的挥发性元素(如碳、水和氮等基础元素)是旗舰配置动态在地球成熟中并变成一颗行星时到达地球的。这与流行的理论相矛盾,即地球的挥发性元素首要是在地球形成末期(以形成月球的大碰撞为标志)传递的。相反,氪同位素表明,来自寒冷的外太阳系的星子在大碎裂之前的数百万年就曾轰击过地球。早期地球还从太阳星云(太阳周围的云)中吸走了尘埃和气体,并受到了陨石的轰击。
原始地球化学
冰岛和加拉帕戈斯群岛的爱情句子攻略火山中心喷出的熔岩是由来自地幔最深处(靠近地核边界)上升泥状岩浆柱。这一深层元素和矿物质与月球形成之前相比相对没有转变,就像一个时间胶囊,记录了超过44亿年前的早期地球化学。
Mukhopadhyay的评测室专门对地球和其他地方岩石中的稀有气体开展精确测量。以便取样深地幔氪,探究人员收集了羽状熔岩中心。这些古老的气体在喷发的熔岩中上升到表面,当熔岩熄灭为固体时,平板电脑报道会被困在一个玻璃基质中,以气泡的形式被掩埋,在一定程度上免受外界污染。
但是,Mukhopadhyay说,即使是这些气泡中最丰富的氪同位素也只有几亿个原子,这使得它们的测试具有考验性。Péron设计了一种用质谱法测量地幔氪的新技术,在差不多没有空气污染的生态中从岩石样品中浓缩氪,并将其与氩和氙巧妙地分离。
“我们的探究是第一次精确测量地幔的所有氪同位素,含有最稀有的氪同位素,Kr-78和Kr-80。”她说。
兴办一个星球
探究人员察觉,深地幔氪的化学指纹与原始的、富含碳的陨石相当相似,这些陨石或许来自太阳系寒冷的外部区域。Mukhopadhyay和其他人之前的岗位察觉,地幔深处的另一种惰性气体——氖,来自太阳。
这两种各异的结局表明,地幔至少有两种各异的不稳定来源,并在地球历史早期就形成了。探究人员还注意到,与已知的陨石相比,深地幔中少见的同位素Kr-86较少。Kr-86的缺失表明,仅是已知的陨石或许无法阐释地幔中所有的氪元素。
新结局也暗示了地球大气是如何形成的。探究人员察觉,地幔深处各异的氪同位素的比例与地球大气中的同位素比例不匹配。这意味着地球大气层中的一些气体,含有氪等稀有气体,在形成月球的撞击后被送到地球。Péron说,否则,由于撞击后的同位素平衡,地球地幔和大气将有一样的同位素组成。
有关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04092-z