从地球中心出发的地球化学之旅

耶鲁大学的研究人员有一个新的理论来解释“热点”的一些地球化学 - 来自地球深处的岩浆羽流在地表喷发。

夏威夷和冰岛是旅游热点，事实证明它们也很受地球化学旅行者的欢迎。

耶鲁大学的一项新研究表明，纵观地球历史，自然过程将可测量的地球化学信号从地球金属核心深处推进，穿过厚厚的中间层，一直到地表，出现在所谓的 岩浆 “热点。”

新理论可以回答有关这些热点性质的长期问题，这有助于创造地球上一些最美丽的地方。

热点是来自地球深处并在地表喷发的岩浆羽流，有助于形成巨大的， 火山岛 如夏威夷和冰岛。

“岩浆热点是地球表面发现的一些最独特的地球化学的家园，”该杂志一项新研究的主要作者艾米费里克说。 美国国家科学院院刊.她是耶鲁大学地球与行星科学系的研究生，也是耶鲁大学艺术与科学学院地球与行星科学教授Jun Korenaga实验室的成员。

“热点来自哪里，是什么让岩浆热点如此独特，尚不完全清楚，但研究它们的地球化学可以为我们提供线索，”费里克说。

这些线索之一涉及在这些热点的结晶岩浆中发现的钨和氦的同位素。同位素是两种或多种原子，原子序数相同，但中子数不同。

在岩浆热点处，钨和钨的比例 氦同位素 与它们在地球岩石中间层(称为地幔)内的比例不一致。相反，这些比率与在行星富含钨的金属核心发现的更深的同位素一致。

传统上， 科学界 已经解释了这些 同位素比率，尤其是氦同位素比率，表明地球中间层的一些岩石从未暴露在地表，氦气和其他气体逸出到大气中。

但这个概念存在一个问题，费里克和科雷纳加指出：地球的地幔对流过程非常剧烈 - 特别是在地球早期，当时它更热，部分熔融 - 氦极不可能被困在源自地幔的储层中。

对于这项新研究，Ferrick和Korenaga开发了一个计算机模型，显示了钨和氦同位素如何从地球中心出发。他们认为，同位素扩散，即材料内原子基于温度和被移动粒子大小的运动，可以产生某种东西 热点 公路。

“我最初认为扩散可能太慢而无法有效，所以当艾米证明这个过程足以解释异常的钨和 氦 海洋岛玄武岩的成分，“Korenaga说。

这项研究对了解早期地球条件(如岩浆海洋的范围)具有深远的影响。它还可以帮助科学家了解地球内部隐藏了数十亿年的区域的演变。