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我学者利用铜、锌同位素揭示月核形成过程

2019-12-16
记者从我国科大得悉,该校地球和空间科学学院黄方教授团队建立了高精度的铜-锌同位素剖析办法,在此基础上与国外同行协作,经过高温高压试验岩石学,精确地测定了硅酸盐熔体和金属熔体之间的铜和锌同位素平衡分馏系数,及其限制月核的成分和构成进程。研讨成果日前宣布在世界地球化学重要刊物《地球化学前景通讯》上。 大磕碰假说以为,月球构成于一个火星巨细的行星和原始地球在45亿年前发作的大磕碰。磕碰后的物质飞溅到太空,在月球轨迹集合增生,构成炙热熔融的月球岩浆洋,之后从平分异出月核、月幔和月壳的结构。大磕碰事情深刻地改动了地月体系的行星环境和化学组成,是地月体系阅历的最重要行星事情。一般以为,大磕碰时的蒸发效果会改动月球的元素和同位素组成,可是关于月球圈层分异、特别是月核构成进程还知之甚少,首要原因是缺少对元素和同位素地球化学行为的了解。 铜和锌既是蒸发性元素,它们能够限制磕碰进程中的蒸发效应;又是亲铁-亲硫元素,也能够限制核幔分异进程。因而可用来讨论月核分异关于月球化学组成的影响。 研讨发现,含硫的金属熔体相对硅酸盐熔体显着富集轻的铜和锌同位素,而不含硫的金属熔体和硅酸盐熔体之间的分馏较小。这个成果很好的解说了地球和月球之间金属安稳同位素组成的不同。月、地之间较大的锌同位素分馏显着反映了蒸发进程的影响;尽管铜的蒸发性比钾和钙要弱,可是月、地之间的铜同位素组成差异要比钾和钙同位素要大。这可能是因为月球的铜同位素组成不只遭到大磕碰时蒸发效果的操控,也会遭到月核构成时含硫金属熔体从月球岩浆洋别离的影响;而钾和钙不进入月核,因而不受月核构成的影响。 这一研讨关于了解月球的蒸发分组成、月核冷凝以及月球磁场的保持、地月之间晚期加积都有重要意义。

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