黃金和鉑金等金屬非常珍貴,因為它們在地殼和地函中非常稀有。然而,它們並不像我們想像的那麼罕見。現有的地球形成模型顯示許多重金屬應該具有。人類唯一接觸到的應該是遲到的隕石帶來的微量輻射。顯然,這是錯誤的,一個新模型提供了原因的解釋。
早期地球是一個非常炎熱的地方。透過放射性衰變以及星子和大型小行星的轟擊,引力收縮釋放的熱量不斷增加。所有這一切創造了一片熔海。較重的元素應該會下沉,較輕的元素應該會漂浮。
此外,由於鐵佔核心的大部分,因此比氧更容易與鐵結合的「親鐵」(親鐵)金屬特別有可能被捕獲。這包括,和銥,以及較不知名的元素,例如。
一旦地球的固體地殼形成,較小的小行星撞擊就不會穿透它,甚至高親鐵元素(HSE)也會留在地表,或至少留在地函中。然而,與來自能夠穿透地函的較大物體的礦物相比,透過這種方式到達的礦物數量很少。
耶魯大學教授 Jun Korenaga 和西南研究所的 Simone Marchi 博士提供了一個模型,解釋了一些較早到達的 HSE 如何存在於地幔中,以便在。
他們認為,如此大的物體的撞擊會在當地形成岩漿海洋,讓人回想起整個地球的命運。
一顆富含金屬的巨型小行星撞擊地球時、20 億年後和今天的混合模擬快照。
圖片來源:Jun 韓國
科雷納加和馬爾奇總結道,如此巨大的影響將產生複雜的影響。它將在當地岩漿海洋下方形成一個部分熔融的區域,其中有固體矽酸鹽、熔融矽酸鹽和液態金屬層。儘管部分熔融區域內的下降流會看到大部分金屬融入地核,但與其他模型相比,更多的金屬會留在地函中,這與我們今天所看到的一致,
為了解釋地殼中 HSE 的豐度,大約 0.5% 的地球質量必須是在。這被認為是合理的,但人們認為其中大部分是以少量直徑 1,000 公里(600 英里)或更大的巨型物體的形式出現的。任何這麼大的東西都應該有自己的核心。科雷納加和馬爾奇面臨的挑戰是解釋為什麼這些星子核心最終沒有與地球的核心合併,而幾乎沒有留下任何 HSE。
另一種方法是在地核形成後進行更大規模的轟擊,大約相當於地球質量的 3%。在這種情況下,地函中金屬的低效保留可以解釋我們所看到的現象。然而,雖然 3% 聽起來不是很多,但它是月球質量的兩倍多。
兩人懷疑所描述的影響的後果可能會產生它位於地函和地核的邊界,地質學家最近試圖解釋這一點。
該研究發表於美國國家科學院院刊。