地球成分硅虧損鎂富余:或為早期遭撞擊證據
鉅亨網新聞中心 2015-10-13 15:21
新浪科技訊 北京時間10月13日消息,據英國《每日郵報》網站報導,一項最新研究顯示,在地球歷史的早期階段,初生的地球曾經被隕星連續轟擊長達1億年之久。
根據一篇最新發表的論文,研究人員指出那場轟擊事件可能已經永久性地改變了我們地球的化學組成情況。這一研究成果將有望解釋一個地球化學上的謎團,那就是為何地球的整體組成成分相比原始物質似乎含有更高含量的鎂和更低含量的硅。
我們目前關於地球如何形成的理論認為存在一個吸積階段,在此階段內地球周圍小天體受到初生地球的引力影響並逐漸聚集形成地球的雛形。然而這一理論卻似乎難以解釋地球內核熱量的來源,以及地球的磁場究竟是如何形成的。
相比大部分隕石,地球的地殼和地幔似乎也含有更高的稀土元素釤釹比值,這是一項地球化學參數,其意味地球的成分與代表原始物質的成分標準之間存在差異。
在隕石中有一類被稱作球粒隕石,一般認為這種隕石形成於太陽系最早期氣體星雲的凝結。
其中有一類特殊的球粒隕石被稱作“頑輝石球粒隕石”,其組成成分與形成地球的原始材料成分基本是一致的。頑輝石球粒隕石成分中的化學元素同位素比值情況與地球相近。然而,與這類隕石的成分相比,地球的整體成分中仍舊顯示更高的鎂含量以及更低的硅含量。為了解釋這樣的差異,法國研究人員設想這種情況可能是由於地球在其形成初期遭受大規模隕星撞擊的結果。
盡管在這段狂暴時期,由於強烈的隕星撞擊,地球也會丟失一些物質,但整體上地球在這段時期內是在不斷獲得物質的。而這樣長期的狂轟濫炸和物質輸入也最終改變了整個地球的化學組成情況。
法國國家科學研究中心(CNRS)的科學家阿斯瑪·卜傑巴(Asmaa Boujibar )和同事們借助實驗方法和模擬手段對他們的這一理論進行驗證。
他們通過設定球粒隕石熔化的不同壓力條件,模擬了早期地球原始地殼形成階段的環境情況。研究結果顯示,這一理論可以解釋那些最終冷卻並形成地殼的熔融物質的成分情況。研究人員表示:“地球初生地殼形成后又在撞擊中丟失,再次形成后又再次丟失。在這樣的反復之中,地球損失了大量的硅,從而留下了相對更多的鎂,正如我們今天所見的那樣。”
地殼是地球最外側的固體圈層,是一層位於地幔外側的薄層,而地幔再往下則是地核——地球的核心。
如果科學家們能夠取得來自地球深部的樣品,那麼或許他們將能夠更好地了解原始地球的成分組成情況,但就目前階段而言,我們暫時還只能依賴於一些間接證據,其中就包括隕石。(晨風)
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