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新理论解释了地球上黄金和贵金属的起源
新研究提出了一个理论，解释了黄金、铂金和其他贵重金属是如何找到它们在地幔浅层的脉络的。耶鲁大学和西南研究所的科学家们表示，他们已经在黄金故事中获得了一些有价值的新信息。
这个故事始于宇宙中大型物体的激烈相撞，继续在地球地幔的半熔融区域，最后以贵重金属找到了一个比科学家们预测的更接近地球表面的不太可能的休息地。
耶鲁大学艺术与科学学院的地球与行星科学教授Jun Korenaga和科罗拉多州博尔德的西南研究所研究员Simone Marchi在《国家科学院院刊》杂志上的一篇研究中提供了详细信息。
他们的新理论为黄金、铂金和其他贵重金属是如何找到地幔浅层的脉络而不是地球核心提供了可能的答案。更广泛地说，这个新理论为整个宇宙的行星形成提供了见解。
“我们的研究是一个很好的例子，它展示了重新审视传统智慧后发现意想不到的发现的过程，”Korenaga说。
来自世界各地科学家的最新研究表明，如黄金和铂金等贵重金属是数十亿年前在早期原始地球与宇宙中大型、类似月球的物体发生碰撞后来到地球的，留下了沉积物，这些沉积物被折叠成了今天的地球。
但这个吸收过程仍然是一个谜。
除了因为稀缺性、美感和在高科技产品中的应用而被重视外，黄金和铂金被称为高“亲铁”元素。它们被铁元素吸引的程度如此之高，以至于预期它们几乎全部会聚集在地球的金属核心中——要么通过直接与金属核心融合，要么通过从地幔迅速沉入核心。
按照这种逻辑，它们不应该在地球表面或附近聚集。然而它们却聚集了。
“与专门研究撞击动力学的Simone一起工作，我能够提出一个新颖的解决方案来解决这个谜团，”Korenaga说。
Korenaga和Marchi的理论集中在地幔中的一个薄的“瞬时”区域，这里的浅部地幔熔融，深部仍保持固态。研究人员发现，这个区域具有特殊的动态性质，可以有效地捕获下降的金属成分，并缓慢地将它们运送到地幔的其他部分。
他们的理论认为，这种运输仍在进行中，瞬时区域的残留物出现为“大型低剪切速度省”，这是深地幔中众所周知的地球物理异常。
“这个瞬时区域几乎总是在早期地球受到大撞击物的影响时形成，这使得我们的理论非常强大，”Marchi说。
研究人员表示，这个新理论不仅解释了地球地球化学和地球物理演变中之前令人费解的方面，而且还凸显了地球形成过程涉及的广泛时间尺度。
“我们发现的一个显著的事实是，瞬时地幔区域的动力学过程发生在非常短的时间内——大约一天——它对随后的地球演化产生的影响已经持续了几十亿年，”Korenaga说。
这项研究的资金来自美国国家航空航天局和美国国家科学基金会。