深海能够到达的最接近地幔的地方!能了解地球在45亿年前的形成!

文章作者:bianji3 | 2018-12-13
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  据报道,海底岩石中的氖同位素或许是理解地球在45亿年前如何形成的关键。

  科学家认为,根据太阳星云中早期地球形成的速度快慢,行星表面不同的气体浓度也会有所不同。

太阳系的原行星盘(想象图)

  海底岩石中的氖同位素或许是理解地球在45亿年前如何形成的关键。

  深海是我们能够到达的最接近地幔的地方。在一项新研究中,科学家分析了深海海底玄武岩内部的氖气,指出早期地球诞生于太阳周围的尘埃和气体云,并将水和气体困在这些岩石中。

  关于地球在原行星盘中如何形成有三个主要观点,并且提出了不同的时间线和过程。

  第一种观点认为形成过程发生得很快,从太阳星云中捕获气体的时间持续了约200到500万年;另一种观点认为,地球形成于受到太阳照射的尘埃颗粒,先凝聚成迷你的“微行星”(planetismals),然后再结合形成原始的地球。

  第三种观点则指出,地球的形成是一个缓慢的过程,依赖富含水的碳质球粒状陨石来输送气体。

  加州大学戴维斯分校的博士后研究者柯蒂斯·威廉姆斯(Curtis Williams)说:“我们正在努力了解地幔中哪里含有氖,以及是如何获得这种元素的,这可以告诉我们地球形成的速度有多快,以及是在什么样的条件下形成的。”

  根据研究人员的说法,在研究起源问题时,氖可以代替水、二氧化碳和氮。与其他生命必须的化学元素不同,氖是惰性的,意味着它不会随化学和生物过程发生变化,“因此,氖保留着它来自哪里的记忆,即使经过了45亿年的时间,”加州大学戴维斯分校的Sujoy Mukhopadhyay教授说道。在研究中,研究团队测量了地球形成时被困在地幔中的氖同位素含量。

  氖具有3种稳定的同位素,其中只有氖-21会随时间推移而发生含量变化,因为它是由铀的放射性衰变形成的。

  研究人员使用质谱仪分析了海底枕状玄武岩内部气泡中发现的氖气,以确定太阳星云模型中的元素比例。

  研究人员称,这些玄武岩中发现的氖气比例与“太阳辐射颗粒”假说或“晚期吸积”模型并不相符。柯蒂斯·威廉姆斯说:“这清楚地表明,深层地幔中存在着来自太阳星云的氖。”

  研究团队还表示,这些发现可以为寻找潜在的宜居行星提供指南,因为这是生命必需的其他挥发性化合物存在的标志。“原行星盘有几种失去尘埃的方式,其中之一便是行星的形成,”威廉姆斯说道。

  “我们可以观察到其他恒星系中行星在原行星盘内部的形成过程,在地球内部也保存着太阳系自身的类似记录,”Mukhopadhyay说,“这可能是其他星系中行星形成的常见方式。”

  地球的贵金属从何而来?

  地球近表面的贵金属含量特别高,这很令人惊讶,因为通常这些元素都存在于地核附近。到目前为止,“后增薄层”(late veneer)假说对此做出了很好的解释。

  该假说提出,这些贵金属来自撞击地球的外来物体,并在撞击过程中将贵金属沉积在地表附近。

在一项新研究中,东京工业大学科学家在计算机模拟中考虑了地球、月球和火星上的金属含量,模拟结果显示,一场大规模的碰撞可能将所有的贵金属一次性地带到地球,研究人员认为,这一事件发生在地壳形成之前,即大约44.5亿年前。这些结果表明,地球的历史可能没有之前想象的那么剧烈。

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