Photo by James Lee on Pexels2024年5月21日发表在《自然》杂志上的一项研究提供了地核与地幔相互作用的证据。哥廷根大学的研究人员分析了来自夏威夷的玄武岩，重点研究了钌同位素。
地球上超过99.95%的黄金以及铂等其他重元素都存在于地球熔融的地核中。地核由两层组成：一个由铁和镍组成的固体内核和一个液态的外核。地幔是一层主要由固态岩石组成的层，位于地核和地壳之间。
研究人员使用一种新技术分析了夏威夷火山岩中的钌含量。他们发现了一种特定的钌同位素，这种同位素被认为在地球早期形成的物质中含量更丰富，在地幔中则基本不存在。这种同位素存在于火山岩中，表明这些岩石起源于来自地核-地幔边界处的物质。
这项研究表明，大量的过热地幔物质（估计为数百万亿吨）起源于地核-地幔边界，并上升到地表，形成像夏威夷这样的海洋岛屿。研究人员指出，这种物质上升的过程需要5亿到10亿年。
由于钌和金的化学性质相似，研究人员推断，钌从地核中泄漏也意味着金也存在类似的，尽管微不足道的泄漏。单个岩石样本中地核来源物质的含量微乎其微。研究人员获得了大约半公斤的岩石，从中提取的钌不到几毫克。
哥廷根大学地球化学家、该研究的主要作者尼尔斯·梅斯林表示，虽然在单个岛屿的尺度上，这个过程微不足道，但在地质时间尺度（45亿年）上，它可能会显著改变地球的组成。该研究的共同作者、哥廷根大学教授马蒂亚斯·维尔博尔德强调，这一发现表明，地球的地核并非像以前认为的那样孤立。
虽然驱动这种地核-地幔相互作用的确切机制仍不清楚，但研究人员强调，地核和地幔的密度不同，类似于油和水，不应该轻易混合。这项研究的结果得到了该领域其他研究人员的积极评价，他们认为这些结果为地核-地幔相互作用以及地核物质对地幔柱的贡献提供了强有力的证据。
这项研究使用了来自史密森学会的样本，包括一些从深海火山获得的样本。这些样本被压碎、粉碎，并与化学物质熔化以提取铂族元素，重点是钌同位素分析。
总之，这项研究提供了夏威夷火山岩中地核来源物质的证据，特别是通过检测特定的钌同位素。这表明地球地核和地幔之间正在进行相互作用，这对地球表面贵金属（包括黄金）的分布具有影响。需要进一步的研究来充分了解这种相互作用在整个地球历史中的机制和程度。
