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目前的黃金來自何處?

由(英國)Bristol 大學研究者針對地球上某些最古老岩石所完成的超高精確度分析,提供了明確證據指出:這顆星球可利用的貴金屬存量,是地球形成超過二億年之後,隕石轟擊的結果。這項研究發表在今日的 Nature 上。

在地球形成期間,熔融的鐵陷入其中心從而形成地核。那一併將這顆行星上大量的貴金屬(例如金或鉑)帶走。事實上,地核中的貴金屬數量足以將整個地球表面覆蓋厚達 4 公尺的一層。

將黃金移除至地核,應導致地球外部蕩然無存。然而,地球矽酸鹽地幔(mantle,地函)的貴金屬含量卻比預期中多出十到千倍。那先前曾爭論過,這種僥倖過度豐富的結果來自災難性的隕石雨(meteorite shower,譯註,流星雨是:meteor shower),那在地核形成後撞擊地球。所有的「隕石金」因此只加入地幔中而沒有消失在內部深處。

為了檢測這個理論,地球科學系 Bristol Isotope Group 的 Dr Matthias Willbold 以及 Professor Tim Elliott 分析來自格陵蘭的岩石,那近乎40億歲,由牛津大學的 Professor Stephen Moorbath 所收集。這些遠古岩石為「地核形成不久之後,但假設中的隕石轟擊尚未發生之前」的地球組成提供了獨特的一扇窗。

研究者測定這些岩石的鎢(tungsten,W)同位素組成。鎢是一種非常罕見的元素(一克岩石僅含千萬分之一克的鎢),而且,如同金與其他貴金屬,當它形成時應已進入地核之中。如同絕大部分的元素,鎢包含數種同位素(這些原子具有相同的化學特性,但質量稍有不同)。同位素為材料的起源提供了強健的指紋,而隕石加入地球則將在其鎢同位素上留下一種可診斷的標記。

Dr Willbold 在格陵蘭與現代岩石間觀察到同位素 182W 的相對豐度減少了 15 ppm。這個小但顯著的改變,對於把地球上過量的可利用金,解釋成「隕石轟擊的幸運副產品」來說,是必要的。Dr Willbold 表示:"考慮到岩石中鎢的稀有性,從岩石樣本中取出鎢並以所需要的精確度分析其同位素組成超級費工夫。事實上,我們是世上第一個成功地完成如此高品質測量的實驗室。"

衝擊的隕石透過龐大的轉換過程被拌入地幔中。一項誘人的未來研究目標是研究此過程需要花多久的時間。接著,地質學過程形成了大陸並將貴金屬(還有鎢)濃縮成今日所挖掘的礦石沉積物。

Dr Willbold 繼續說:"當地球被 2 千京(十艾,10 exa,10^19)公噸的小行星物質擊中時,我們的研究證明我們經濟以及許多關鍵工業製程所依賴的絕大部分貴金屬都是因為那次幸運的巧合才會被添加至地球上。

資料來源: PHYSORG: Where does all the gold come from? [September 7, 2011]

轉載自 only-perception

 

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