研究指出地核存在來自太陽的稀有氣體

高精度的稀有氣體分析顯示，來自原始太陽的太陽風粒子在四十五億年前已經包裹在地核之中。科學家在研究的一塊鐵隕石中發現太陽惰性氣體。德國海德堡大學地球科學研究所的研究人員得出結論，這些粒子經過數百萬年才由地核向上進入地幔中。

這種稀有的鐵隕石只佔地球上已知隕石的5%，大多數是來自更大的小行星內部的碎片，它們在太陽系誕生的最初一到兩百萬年形成了金屬內核。由於它的化學成分，此類隕石通常用作地球金屬核的自然模型。

利用稀有氣體質譜儀，研究人員終於確定他們研究的鐵隕石中存在太陽成分，因其氦和氖同位素比例符合太陽風的典型特徵。該小組假設，原始太陽系中的太陽風粒子由原始小行星的初生體捕獲。與太陽風粒子一起捕獲的惰性氣體熔解到形成小行星核心的液態金屬中。

他們測量的結果得出一個結論，地核中可能也含有這種稀有氣體。此外，另一項科學觀察也支持這個假設。地球與宇宙化學研究小組召集人馬里奧·特里洛夫（Mario Trieloff）教授的研究小組，長期以來一直在測量夏威夷和法國留尼汪島（Reunión Island）等海洋島嶼火成岩中氦和氖的太陽稀有氣體同位素。這些岩漿來自於地幔中數千公里深處升起的地幔柱（mantle plume）。它們特別高的太陽氣體含量，不同於海洋中脊火山活動為代表的淺層地幔。我們一直想知道這樣不同的氣體特徵為何能存在於一個緩慢而不斷對流的地函中。

他們的發現似乎證實地幔柱中的太陽惰性氣體起源於地核的假設，因此意味著太陽風粒子來自地球中心。特里洛夫教授的研究小組成員曼弗·沃格（Manfred Vogt）博士說，只要在地核中含有1至2%和研究中的隕石組成相似的金屬成分，就足以解釋地幔中不同的氣體特徵。因此，地核可能在地幔的地球化學發展過程中發揮著以前被低估的積極作用。

【圖：每日太空；文：節錄自台北市立天文科學教育館自科學網頁】研究全文刊登在2021年5月14日出版的《地球與環境通訊》期刊