新的实验称,地球独特铁的起源有问题

德克萨斯大学奥斯汀分校的新研究表明,地球独特的铁组成与地球核心的形成无关,这使人们怀疑关于地球早期形成的普遍的理论。

这项研究发表在“自然通讯”杂志上,打开了与其他竞争理论的大门,关于为什么地球相对于其他行星具有更高水平的重铁同位素。

其中:轻铁同位素可能与形成月亮的另一个星球大量撞击而蒸发到太空;地幔的缓慢搅动和再循环,地壳可能优先将重铁结合到岩石中;或者在在地球早期形成的原料的组成中就已经富含重铁。

德克萨斯大学奥斯汀分校杰克逊地球科学院教授,同时也是该研究的作者之一的Jung-Fu Lin说:“地球的核心形成可能是影响地球历史的最大事件,构成整个地球的材料被融化和分化。但在这项研究中,地球的铁同位素异常必须有其他起源。”

来自其他行星体和物体的岩石样品都具有大致相同的重质到轻质铁同位素的比例。与来自太空的这些样品相比,来自地球的岩石具有比轻同位素多约0.01%的重铁同位素。

这听起来可能不太多,它足以使地球的铁组成在已知世界中是独一无二的。这个0.01%的异常差异代表了我们星球的不同来源或起源。

解释地球铁特征的最流行的理论之一是行星的相对大的尺寸(与太阳系中的其他岩石体相比)在岩心形成期间产生高压和高温条件,使得重和轻的比例不同铁同位素在岩心和地幔中积累。这导致了更大份额的重铁同位素结合元素组成的岩石地幔,而较轻的铁同位素结合在一起,并与其他微量金属形成地球的核心。

但是当研究团队使用金刚石砧对金属合金和硅酸盐岩的小样品施加岩心地层压力时,他们不仅发现铁同位素保持稳定,而且铁和其他元素之间的结合更强。而不是普遍的地幔或核心元素打破和重新结合,使得初始键合构型变得更坚固。

团队的高压研究发现,硅酸盐地幔和金属核之间的铁同位素分馏最小。

剑桥大学地质学讲师Helen Williams认为:“很难知道地球核心形成的物理条件,但实验中的高压使得模拟更加逼真。这是一个非常优雅的研究,使用一种非常新颖的方法,证实了旧的实验结果,并将其扩展到更高的压力,适合于地球上的地核-地幔平衡的可能条件。”

科学家认为,需要更多的研究来揭示地球独特的铁标志的原因,并且接近地球上的早期条件的实验将发挥关键作用。

来源:www.umiall.com

标签:大学

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