熾熱的地核并不“孤獨(dú)”——它已與其它地質(zhì)層混合在一起。地質(zhì)科學(xué)家最新研究結(jié)果表明，地球最深處的地核物質(zhì)已泄漏到地幔柱，并且部分最終會(huì)到達(dá)地球表面。

研究人員稱(chēng)，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有助于解決幾十年來(lái)一直爭(zhēng)議不休的一個(gè)問(wèn)題：地核和地幔是否交換了任何物質(zhì)？研究表明，一些地核物質(zhì)確實(shí)轉(zhuǎn)移到了地幔柱底部。令人不可思議的是，在過(guò)去25億年里，地核一直在泄漏。

科學(xué)家研究地核并非易事，因?yàn)樗�位于地�?900千米處。人類(lèi)以科學(xué)探測(cè)為目的所挖過(guò)的最深坑洞是俄羅斯“科拉超深鉆孔”，深度僅達(dá)到12.3千米。因此，研究人員的最佳目標(biāo)是皮爾巴拉克穩(wěn)定地塊的深地幔巖石層。

雖然我們無(wú)法挖到地核中，但元素周期表中的第74號(hào)元素——鎢（W）會(huì)告訴我們地球內(nèi)部的情況。鎢是親鐵元素，又被稱(chēng)為“鐵的情侶”。地核主要是由鐵和鎳構(gòu)成，因此地球內(nèi)核含有大量鎢元素不足為奇。

對(duì)金屬鎢的分析發(fā)現(xiàn)，鎢還會(huì)呈現(xiàn)一些同位素（原子核里中子數(shù)不同的元素），其中包括W-182（中子數(shù)為108個(gè)）、W-184（中子數(shù)為110個(gè)）。研究人員認(rèn)為這些同位素可以幫助他們揭曉地核泄漏的問(wèn)題。

另一種揭曉地核泄漏的元素是鉿（Hf）。它是一種親巖元素，可以在地球富含硅酸鹽的地幔層中找到。鉿的放射性同位素Hf-182經(jīng)過(guò)890萬(wàn)年的半衰期，可衰變成鎢W-182，這意味著地幔應(yīng)該比地核擁有更多的鎢W-182。

研究人員在報(bào)告中稱(chēng)，由于玄武巖來(lái)自于地幔柱，依據(jù)海島玄武巖中W-182/W-184比率可探測(cè)到地核和地幔柱之間的化學(xué)交換。但實(shí)際上，這種差異非常小，地幔和地核中的鎢W-182成分預(yù)計(jì)僅差百萬(wàn)分之200左右，全球只有不到5個(gè)實(shí)驗(yàn)室可以進(jìn)行此類(lèi)研究分析。

巖石中的鎢含量揭曉了地核泄漏現(xiàn)象。在地球的演化進(jìn)程中，地幔中W-182與W-184的比例發(fā)生了很大的變化。地球上最古老巖石層W-182/W-184比率比大多數(shù)現(xiàn)代巖石都要高，這意味著地核中的鎢長(zhǎng)時(shí)間泄漏到地幔中。

地球大約在45億年前形成，但地球上最古老地幔巖石中鎢的同位素并沒(méi)有發(fā)生任何顯著的變化。這表明從43億年前到27億年前，地核和上地幔之間幾乎沒(méi)有物質(zhì)交換。

在過(guò)去25億年里，地幔層鎢同位素組成發(fā)生了巨大變化，為什么會(huì)這樣呢？研究人員稱(chēng)，如果地幔柱從地核-地幔邊界升高，那么可能就像蹺蹺板一樣，含有氧氣的地表物質(zhì)將進(jìn)入地幔深層，對(duì)鎢元素產(chǎn)生影響。地球深處的氧濃度上升之后，可能會(huì)迫使地核中的鎢遷移到地幔中。□（葉傾城）