根据加州大学戴维斯分校和丹麦奥胡斯大学的研究人员的研究，地球熔化的核心可能正在泄漏铁。这项新的研究表明，较重的铁同位素会向较低的温度迁移，进入地幔，而较轻的铁同位素会循环回到地核。这种效应可能导致渗透到最下层地幔的岩心物质富集重铁同位素。图片来源:奥尔胡斯大学L. O’dwyer Brown
研究人员在分析了铁在地球内部的行为后表示，地球熔化的内核可能正在泄漏铁。
液态铁核和岩石地幔之间的边界位于地表以下约1800英里(2900公里)处。在这个转变过程中，温度从较热的地核下降到较冷的地幔，下降了1000多度。
这项新的研究表明，较重的铁同位素会向较低的温度迁移，进入地幔，而较轻的铁同位素会循环回到地核。(同一种元素的同位素有不同的中子数，这使得它们的质量略有不同。)这种效应可能导致渗透到最下层地幔的岩心物质富集重铁同位素。
该研究的主要作者、加州大学戴维斯分校(UC Davis)地质学荣誉退休教授、丹麦奥胡斯大学(Aarhus University)地球系统岩石学教授查尔斯·莱舍(Charles Lesher)说:“如果正确的话，这将提高我们对地核-地幔相互作用的理解。”
核心有漏洞
Lesher说，了解在核-地幔边界运行的物理过程对于解释深部地幔的地震图像，以及模拟地球深部和地球表面之间的化学和热转移程度很重要。
Lesher和他的同事们分析了在高温高压下进行的实验中，铁同位素是如何在不同温度区域之间移动的。Lesher说，他们的发现可以解释为什么在地幔岩石中比在球粒陨石中有更多的重铁同位素，而球粒陨石是来自早期太阳系的原始物质。
他说:“如果这是真的，那么结果表明，地核中的铁已经泄漏到地幔中数十亿年了。”
研究小组进行的计算机模拟显示，这些核心物质甚至可以到达地表，与上涌的热地幔柱混合并被运输。一些在海洋热点如萨摩亚和夏威夷喷发的熔岩富含重铁同位素，拉什尔和研究小组认为这可能是核泄漏的标志。
这项研究发表在4月6日的《自然地球科学》杂志上。
参考文献:Charles E. Lesher, Juliane Dannberg, Gry H. Barfod, Neil R. Bennett, Justin J. G. Glessner, Daniel J. Lacks和James M. Brenan, 2020年4月6日，Nature Geoscience。DOI: 10.1038 / s41561 - 020 - 0560 - y
这项研究由国家科学基金会、丹麦国家研究基金会的尼尔斯·波尔地球科学教授和加拿大自然科学与工程研究委员会资助。
