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地球的化学元素从何而来?研究发现:地球自身可以通过核嬗变创造元素

前瞻网    2021-10-14 10:03

 

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长期以来有一个观点,在宇宙形成大爆炸期间,氢、氦和锂是唯一存在的化学元素。而超新星爆炸,即恒星在其寿命结束时爆炸,负责将这些元素转化为更重的元素,并将它们分布在我们的宇宙中。

近日,日本和加拿大的研究人员进行地球上元素的相关研究。是否所有比铁重的元素真的来自于恒星爆炸?还是有些元素是在地球地幔深处,由于板块构造驱动的对流动力学而产生的?研究小组根据地球大气层的历史,提出了一个关于氮、氧和水形成的替代模型。

研究人员推测,原子序数小于铁(26)的25种元素是通过碳和氧两种核的内热核转化而产生的。这些核可能在岩石圈俯冲过程中,在高温和高压下被限制在地球下层地幔的天然文石晶格核心内,而岩石圈俯冲是在两个构造板块交汇时发生。

研究小组将内热核转化过程描述为“在地球地幔深处,由氘核聚变或元素放射性衰变产生的地中子矿物化合物粘滑运动后产生的激发电子的物理催化作用”。研究表明,地球本身已经能够通过核嬗变创造更轻的元素。以前的理论是所有这些元素都来自于超新星爆炸,而这项研究提出了一个补充理论。

研究人员表示,这项工作将对地球物理学研究产生巨大影响,并可能因此为创造未来空间发展所需元素的潜力指明可能的研究方向。

题为Earth factories: Creation of the elements from nuclear transmutation in Earth’s lower mantle的相关研究论文发表在《美国物理联合会进展》(AIP Advances)上。

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责任编辑: 3976DBC

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