
模擬巨型小行星砸向地球
圖片來源:Simone Marchi
黃金和鉑金等金屬是珍貴的,因為它們在地殼和地幔中是如此罕見。但是,它們並不像我們期望的那樣罕見。地球形成的現有模型表明許多重金屬應該具有。然後,人類唯一的接觸應該是由遲到的隕石傳遞的少量。顯然,這是錯誤的,一個新模型可以解釋原因。
早期地球是一個非常熱的地方。通過放射性衰減以及行星和大型小行星的轟擊,不斷增加從重力收縮釋放的熱量。所有這些都產生了熔融的海洋。較重的元素應該浮出水面,較輕的元素浮出水面。
此外,由於構成了大部分核心的鐵,與氧氣更容易與氧氣鍵合的“鐵質脂肪”(愛鐵的)金屬尤其容易被捕獲。包括,,,,,和虹膜,以及諸如鮮為人知的元素。
一旦形成了地球的固體地殼,較小的小行星撞擊就不會穿透它,即使是高度鐵的元素(HSE)也將保持在地面上,或者至少在地幔中。但是,與能夠穿透地幔的大型物體的物體相比,以這種方式到達的礦物質數量很小。
耶魯大學的教授Jun Korenaga和西南研究所的Simone Marchi博士提供了一個模型,該模型解釋了壁櫥中一些早期的HSES是如何出現的,因此可以將其發佈到。
他們認為,從如此大的物體中受到打擊將產生當地的岩漿海洋,從而追溯到整個星球的命運的時代。
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在20億年後和今天,在撞擊時和今天的撞擊時撞擊地球的混合模擬的快照。
圖片來源:Jun Correnaga
Korenaga和Marchi得出結論,如此巨大的影響會產生復雜的影響。它將在當地岩漿海洋下方建立一個部分熔融區域,並具有固體矽酸鹽,熔融矽酸鹽和液態金屬的層。儘管部分熔融區域內的偏低流量會看到大部分金屬納入核心,但與替代模型相比,與我們今天所看到的相比,將停留在地幔中的數量更多,但是
為了解釋地殼中的大量HSE,大約0.5%的地球質量必須在。這被認為是合理的,但是人們認為大多數都以少數巨物體的形式出現,遍布或更大。任何大型的東西都會有望建立自己的核心。 Korenaga和Marchi的挑戰是解釋為什麼這些行星核心並沒有最終與地球的合併,而是幾乎沒有HSE的HSE。
另一種選擇是在核心形成之後提出更大的轟炸,這可能是地球質量的3%。在這種情況下,地幔中金屬的效率低下可以解釋我們看到的東西。但是,雖然3%聽起來不像太多,但它是月球質量的兩倍以上。
兩人懷疑所述影響的後果可能會產生地質學家最近試圖解釋的地球地幔和核心的邊界。
該研究發表在國家科學院論文集。