作者:加州大学戴维斯分校的贝基·奥斯卡金
艺术家对围绕年轻恒星形成的行星的印象
对来自地球深处的氪同位素的新的非常精确的测量表明，水、碳和其他挥发性物质比以前认为的更早地融入了地球
信用:欧洲南方天文台 根据加州大学戴维斯分校的最新研究，从地球地幔中提取的氪，从冰岛和加拉帕戈斯群岛的地质热点中收集，揭示了我们星球是如何形成的更清晰的画面
氪的不同同位素是化学指纹，有助于科学家发现构成地球的成分，如太阳风粒子和来自太阳系内外的陨石
这些发现表明，地球的挥发性元素——碳、水和氮等必需品——是随着地球的成长和成为一个星球而产生的
这与流行的理论相矛盾，即地球的挥发性元素大部分是在地球形成末期输送的，而地球形成末期的标志是月球形成的巨大撞击
取而代之的是，氪同位素表明，在大危机爆发前数百万年，来自寒冷的外太阳系的星子就已经轰击了地球
年轻的地球也从太阳星云(围绕太阳的云)中吸收了尘埃和气体，并受到陨石的轰击
该研究的主要作者桑德琳·佩罗恩说:“我们的结果要求在地球形成的很早阶段就从多个来源同时输送挥发物。”
佩龙目前是瑞士苏黎世联邦理工学院玛丽·斯科多夫斯卡-居里行动研究员，在加州大学戴维斯分校担任博士后研究员，与地球和行星科学系的苏乔伊·穆霍帕德亚伊教授合作进行这项研究
佩龙说:“这项研究为地球上挥发性吸积的来源和时间提供了线索，将有助于研究人员更好地了解不仅地球是如何形成的，太阳系中的其他行星以及其他恒星周围也是如何形成的。”
这项研究发表在12月
15发表在《自然》杂志上
原始地球化学 冰岛和加拉帕戈斯的火山热点喷出的熔岩是由从地幔最深处上升的粘稠岩浆羽流提供的，这些岩浆羽流靠近地幔与地球内核的边界
这个深层的元素和矿物质相对来说没有变化，因为在月球形成撞击之前，就像早期地球化学的时间胶囊超过4
40亿年前
Mukhopadhyay的实验室专门对来自地球和其他地方的岩石中的稀有气体进行精确测量
为了对深地幔氪进行采样，研究人员收集了热点火舌处的熔岩
古老的气体在喷发的熔岩中上升到地表，当熔岩冷却成固体时，被捕获并作为气泡埋在玻璃基质中，提供了一些保护，免受外界污染
然而，即使是这些气泡中最丰富的氪同位素也只有几亿个原子，这使得它们的探测具有挑战性，Mukhopadhyay说
Péron设计了一种利用质谱测量地幔氪的新技术，在几乎没有空气污染的环境中从岩石样品中浓缩氪，并将其与氩和氙巧妙分离
她说:“我们的研究是第一个精确测量地幔所有氪同位素的研究，包括最稀有的氪同位素Kr-78和Kr-80。”
建造一个星球 研究人员发现，深地幔氪的化学指纹与原始的富含碳的陨石非常相似，这些陨石可能来自太阳系外围寒冷的地方
但是穆霍帕德亚伊和其他人之前的工作发现，地幔深处的另一种稀有气体氖是由太阳产生的
这两个不同的结果表明，地球地幔至少有两个截然不同的挥发性来源，这两个来源在地球历史的很早时期就已经出现了
与已知的陨石相比，研究人员还注意到地幔深处的稀有同位素Kr-86较少
氪-86的不足表明，仅已知的陨石可能无法解释地幔中所有的氪
最后，新的结果也暗示了地球大气层是如何形成的
研究人员发现，深地幔中不同氪同位素的比例与地球大气中的同位素比例不匹配
这意味着大气中的一些气体，包括氪等稀有气体，在月球形成撞击后被输送到地球
否则，由于撞击后的同位素平衡，地球的地幔和大气将具有相同的同位素组成，佩龙说
该研究的合著者包括马萨诸塞州伍兹霍尔的伍兹霍尔海洋研究所的马克·库尔茨；俄勒冈州科瓦利斯市俄勒冈州立大学的戴维·格拉汉姆
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