核心泄漏了吗？火山岩提供了最有力的证据？

研究人员挑战了教科书中关于地球结构的传统观点，即致密金属核心中的物质总是停留在原地。5月21日，一项发表在《自然》上的研究表明，对夏威夷火山群岛岩石的分析可能首次提供最有力的证据，证明核心物质确实“泄漏”，并被热岩浆柱一路推到地面。

美国伍兹霍尔海洋研究所的地球化学家Forrest说：“这些数据将成为重新思考地幔和地球历史的重要依据。” Horton表示。

此前，一些同位素相对丰富的研究表明，一些火山岩含有来自地核的物质。在加拿大巴芬岛的一些岩石中，氦-3的含量远高于普通氦-4，钨和氢同位素的比例也不正常。这些特征可能指向地核与岩石地幔交界处的物质交换，主要由铁和镍组成，地表以下约2900公里。

但是，作者之一，德国哥廷根大学的地球化学家Matthias。 Willbold指出，这些早期的同位素线索“毫无疑问”。“氦和氢不是地核的特征元素，它们也可能是地幔的一部分。”

为了找到更有说服力的证据，Willbold和合作伙伴将研究重点转向了一种类似铂的稀有金属，该金属已知富集于核心。他们测量了夏威夷岩石样本中的原子量为100、101和102钛原子的相对含量。

Willbold表示，夏威夷是一个理想的地方，可能来自地幔最深处的岩石，因为夏威夷群岛是由“热点”形成的，那里的岩浆被认为来自地幔最深处，并通过地壳喷发。

为了获得可靠的数据，论文通讯作者，哥廷根大学地球化学家Nils Messling改进了从岩石样本中提取微量钛的技术，然后使用质谱仪进行分析。“预期的差异如此之小，以至于以前的分析方法无法捕捉到这个信号。”

研究小组发现，这些同位素特征与地壳其他区域观察到的特征存在显著差异。这一结果与人们对地球地质史的期望一致。地核形成于40多亿年前，地幔和地壳含有大量后来陨石碰撞产生的物质。这意味着这些不同地区具有独特的同位素浓度，这可能反映在地核、地幔和地壳之间的差异上。

Willbold表示，这一结果也证明，将物质带到表面的岩浆柱“必须从地核地幔边界开始”。Horton认为这些证据很有说服力，但他补充说，现在完全排除其他解释可能为时过早。其他火山热点样本的研究可能会有进一步的证据。