从熔岩到生命 科学家探究地球早期高度氧化的岩浆海洋

从熔岩到生命科学家探究地球早期高度氧化的岩浆海洋研究提供了有关早期地球大气层的新见解，表明它是由氧化态比以前认为的更高的岩浆海洋中的脱气挥发物形成的。研究发现，早期地球岩浆海洋的Fe3+含量是今天上地幔的十倍，从而形成了富含二氧化碳和二氧化硫的大气层。陆地行星的大气层一直被认为是由内部的挥发物脱气形成的，其成分主要受地幔氧化态的控制。要了解地幔氧化态，地幔中亚铁（Fe2+）和铁（Fe3+）的丰度是关键，因为地幔氧化态随这两种铁氧化物的相对丰度而变化。图像中心的明亮区域表示淬火金属熔体，周围的灰色区域表示淬火硅酸盐熔体。样品被封装在石墨囊中，在加热实验中转变为金刚石。资料来源：爱媛大学地球动力研究中心地幔氧化状态和研究结果日本爱媛大学领导的一项实验研究表明，在相当于下地幔深度的高压条件下，金属饱和岩浆中通过Fe2+的氧化还原歧化形成Fe3+的效率比以前想象的要高。在这一反应中，Fe3+和金属铁（Fe0）由2Fe2+生成，Fe0偏析到地核中增加了残余岩浆中Fe3+的含量及其氧化态。实验结果表明，地核形成时地球岩浆海洋中的Fe3+含量比现在的上地幔高出约一个数量级。对早期地球岩浆洋的影响这表明岩浆洋在地核形成后的氧化性比现在的地幔强得多，这种高氧化性岩浆的挥发物脱气形成的大气应该富含二氧化碳和二氧化硫。此外，作者还发现，根据地质记录的推断，估计的地球岩浆海洋氧化态可以解释40多亿年前的哈代岩浆的氧化态。由于生物分子在富含二氧化碳的大气中的形成效率相当低，作者推测地球形成后还原物质的后期增殖在提供生物可用有机分子和形成宜居环境方面发挥了重要作用。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378841.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378841.htm

新研究称来自地球的爆炸碎片可能孕育了月球

新研究称来自地球的爆炸碎片可能孕育了月球在很久以前，当地球形成初期，科学家们相信一次火热的爆发或碰撞将大量的碎片喷向太空。他们说，这些碎片当时为月球的诞生提供了可能。当然这并不完全是一个新的想法，几十年来，科学家们一直认为月球起源于地球的一部分。然而，这项新的研究可能最终提供了他们一直在寻找的证据。证据来自于氦气和氖气等惰性气体的同位素，研究人员发现这些元素被困在从南极回收的月球陨石中。这些同位素与在太阳风中发现的同位素相吻合，尽管据说这些陨石从未接触过太阳风。正是这些相似之处使科学家们相信，月球的诞生是由来自地球的碎片推动的。当然，让科学家到月球上研究其化学构成并证明月球诞生的起源是非常混乱的事情。毕竟，美国宇航局在最后一只人类靴子触及月球表面50多年后，仍在努力让人类回到月球上。值得庆幸的是，月球的碎片经常像陨石一样来到我们身边。这些陨石中的一些提供了研究人员一直在寻找的证据。研究人员在发表于《科学进展》的论文中写道，这些证据指向月球也含有在地球地幔羽流深处发现的类似同位素。他们说，所有这些都表明，我们的卫星是在几百年前的一次碰撞或爆炸中诞生的。当深入挖掘时，研究小组在玄武岩中发现了亚毫米级的玻璃颗粒，它们保留了同位素特征，就像远古时代的微型时间胶囊。而且，由于这些样本来自一个永远不会暴露在太阳风中的地区，他们说地球很可能诞生了月球，特别是考虑到同位素与地球深处的同位素如此接近。归根结底，月球的起源仍然是一个有点神秘的问题。但是，如果这项研究确实被证明是真实的，而且科学家们发现的证据被更多的信息所验证，我们就可以最终了解我们星球的卫星是如何产生的。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1304331.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1304331.htm

研究发现地球表面的水到达地核形成独特薄层 从而改变了地核的成分

研究发现地球表面的水到达地核形成独特薄层从而改变了地核的成分图示由于水引起的化学反应，硅晶体从地球外核的液态金属中流出。资料来源：DanShim/美国科学院大学一个由亚利桑那州立大学科学家沈丹（DanShim）、金泰贤（TaehyunKim）和地球与太空探索学院的约瑟夫-奥罗克（JosephO'Rourke）组成的国际研究小组揭示，来自地球表面的水可以渗透到行星深处，改变金属液体内核最外层区域的成分，形成一个独特的薄层。他们的研究成果于11月13日发表在《自然-地球科学》（NatureGeoscience）杂志上。研究表明，数十亿年来，地表水被下降或俯冲的构造板块输送到地球深处。在到达地表下约1800英里的地核-地幔边界时，这些水引发了深刻的化学作用，改变了地核的结构。地球内部示意图，显示了俯冲水和上升的岩浆柱。在俯冲水与地核的交界处，发生了化学交换，在最上层的外核形成了富氢层，而在地幔底部则形成了致密的二氧化硅。资料来源：延世大学地核-地幔边界的化学相互作用Shim和他的团队与韩国延世大学的YongJaeLee一起，通过高压实验证明，俯冲水与地核材料发生了化学反应。这种反应形成了富氢、贫硅层，将最顶部的外核区域改变成薄膜状结构。此外，反应生成的二氧化硅晶体上升并融入地幔。据预测，这种经过改造的液态金属层密度较小，地震速度降低，与地震学家绘制的异常特征相一致。"多年来，人们一直认为地核与地幔之间的物质交换很小。然而，我们最近的高压实验却揭示了不同的情况。我们发现，当水到达地核-地幔边界时，会与地核中的硅发生反应，形成二氧化硅。"这一发现以及我们之前观察到的水与铁液中的碳在极压下发生反应形成钻石的现象，都表明地核与地幔之间的相互作用更为活跃，表明存在大量的物质交换。这一发现推进了我们对地球内部过程的了解，表明全球水循环比以前认识到的更为广泛。改变了的地核"薄膜"对连接地表水循环和深层金属内核的地球化学循环有着深远的影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398165.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398165.htm

研究人员在地球深处发现一个“钻石工厂”

研究人员在地球深处发现一个“钻石工厂”在地球表面，钢铁因水和空气而生锈。但在地球内部的深处呢？地球上最大的碳储存是地心，其中90%的碳被埋在那里。科学家们已经证明，停留在构造板块顶部并落入内部的海洋地壳含有水合矿物，偶尔可以到达地核和地幔的边界。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1321711.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1321711.htm

南加州大学研究人员证明地心运动正在减速

南加州大学研究人员证明地心运动正在减速内核在2010年左右开始减速，速度比地球表面慢。资料来源：南加州大学南加州大学的科学家们已经证明，地球的内核相对于地球表面正在倒退--速度减慢，6月12日发表在《自然》杂志上的新研究显示了这一点。长期以来，科学界一直在争论内核的运动，一些研究表明内核的旋转速度比地球表面快。然而，南加州大学的最新研究确凿地表明，从2010年左右开始，内核的运动速度减慢了，现在比地球表面的运动速度还要慢。南加州大学多恩西弗文学、艺术和科学学院地球科学系主任教授约翰-维戴尔（JohnVidale）说："当我第一次看到暗示这种变化的地震图时，我被吓了一跳。内核几十年来首次减速。其他科学家最近也提出了类似和不同的模型，但我们的最新研究提供了最有说服力的解决方案。"内核被认为相对于地球表面正在发生逆转和倒退，这是因为大约40年来，内核的移动速度首次略慢于地幔，而不是快于地幔。与前几十年的速度相比，内核正在减速。内核是一个固态铁镍球体，被液态铁镍外核包围。内核大约有月球那么大，位于我们脚下3000多英里处，给研究人员带来了挑战：我们无法访问或观察它。科学家必须利用地震产生的地震波来描绘内核的运动。与其他研究相比，维戴尔与中国科学院地质与地球物理研究所的王伟合作，利用了波形和重复地震。重复地震是在同一地点发生的地震事件，产生的地震图完全相同。在这项研究中，研究人员汇编并分析了南桑威奇群岛周围记录的地震数据，这些数据来自1991年至2023年期间发生的121次重复地震。他们还利用了1971至1974年间苏联两次核试验的数据，以及其他内核研究中法国和美国重复核试验的数据。维戴尔说，内核速度减慢的原因是其周围产生地球磁场的液态铁外核的搅动，以及来自上覆岩石地幔致密区域的引力牵引。内核运动的这种变化对地球表面的影响只能猜测。维达莱说，内核的回溯可能会使一天的长度改变几分之一秒："这很难察觉，大约是千分之一秒，几乎消失在汹涌的海洋和大气的噪音中"。南加州大学科学家们未来的研究目标是更详细地描绘内核的轨迹，以揭示内核移动的确切原因。维戴尔说："内核的舞蹈可能比我们目前所知道的还要生动。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434745.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434745.htm