研究夏威夷當地火山岩 驚現貴金屬正「滲漏」到地函

[周刊王CTWANT] 有科學家近日公布一項突破性研究,指出地球核心中所蘊藏的黃金、釕等貴金屬,極有可能正以極為緩慢的速度滲漏至地函,透過火山活動進入地殼,甚至地表。這項研究由德國哥廷根大學(University of Göttingen)地球化學家梅斯林(Nils Messling)領導,並於5月21日發表於《自然》(Nature)期刊上。研究中顯示,這場金屬「逃逸行動」並非過去想像的密封狀態,而是存在核心與地函之間的物質交換。
根據《CNN》報導指出,研究人員對夏威夷(Hawaii)的玄武岩進行三年深入分析。這些樣本來自1959年基拉韋厄火山(Kilauea)伊奇熔岩湖(Kilauea Iki lava lake)的鑽探核心,岩石最初由海底的岩漿柱上升形成。研究團隊透過從半公斤火山岩中提取出的稀有金屬,成功在近乎不含釕的樣本中測得微量釕元素。
據悉,地球的核心是由高溫固態內核與液態外核組成,兩者主要由鐵與鎳構成,並由黏稠的地函環繞。傳統觀點認為,密度差異極大使得核心與地函幾乎不可能混合,但這項研究挑戰過去的論點。
梅斯林解釋,過去的理論僅是假設,如今他們首次獲得強烈證據,顯示核心中的物質正穿越邊界進入地函,甚至地殼。
研究團隊特別聚焦於釕同位素,這是一種可能僅存在於地球早期核心形成階段的化學印記。在分析夏威夷樣本中釕同位素的比例後,團隊確認這些物質並非源於地函或隕石,而是來自早已被封存在熔融核心中的物質。這些同位素的出現提供了直接證據,顯示部分核心成分已透過地函柱運送至地表,並儲存於岩石中。
哥廷根大學教授威爾博爾德(Matthias Willbold)表示,這種由核心—地函邊界升起的地函柱,包含數百萬兆公噸的熔岩,構成如夏威夷這樣的火山島。這意味著地球表面的某些岩石,實際上包含來自星球中心的成分。
在研究方法上,梅斯林團隊從美國史密森學會(Smithsonian Institution)取得樣本,將其粉碎並與化學物質熔化,最終提取出包括鉑、銠、鈀、銥、鋨與釕等鉑族元素。這些元素與黃金皆具有類似的化學性質,進一步佐證若釕能滲漏,黃金等貴金屬也有可能透過相同機制進入地殼。
雖然目前所發現的滲漏貴金屬數量極為微小,但若將此過程置於地球45億年的歷史尺度來看,地表上的黃金資源可能部分來自核心的持續補充。梅斯林形容,這項工作如同「在行星大小的乾草堆中找針」,但也指出,這是地球化學家眼中極具價值的發現。
面對梅斯林的發現,英國劍橋大學(University of Cambridge)地球化學教授威廉斯(Helen Williams)表示,該研究證實地函柱內含核心成分,是火山活動中不可忽略的一環。
賓夕法尼亞州立大學(Pennsylvania State University)副教授萊明克(Jesse Reimink)則認為,這項研究解決了過去十年地球內部化學傳輸機制的爭議,顯示核心對地函確實存在貢獻。
哥本哈根大學(University of Copenhagen)助理教授沃特頓(Pedro Waterton)也提到,這項研究強化過往關於核心地函交互作用的論點,並確認地殼中某些黃金的確可能源於地球最深處的金屬庫。
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- 記者:周刊王CTWANT
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