地球内部的化学成分是什么?因为不可能钻到地球深度大约十公里以上，所以通过融化地球深处内部形成的火山岩经常提供这样的信息。明斯特大学(德国)和阿姆斯特丹(荷兰)的地球化学家调查了构成葡萄牙亚速尔群岛的火山岩。他们的目标是：收集有关地幔组成演变的新信息，这是地球内部大约30至2900公里深的层。使用复杂的分析技术，他们发现亚速尔群岛下面的地幔组成与先前的想法不同 - 暗示它的大部分含有令人惊讶的少数所谓的不相容元素。

研究人员得出的结论是，在地球历史上，大量地球的地幔融化 - 最终形成了地壳 - 比以前认为的要多。“为了维持地球地幔和地壳之间的物质预算，地表和地球内部之间的质量通量必须以更高的速度运行，”明斯特大学教授Andreas Stracke说。

由于亚速尔群岛下方的物质从地幔内部非常深的地方升起 - 并且出乎意料地类似于其大部分上部 - 地球整个地幔的成分可能与当前的思想不同。“我们的结果开辟了一个新的视角，”Andreas Stracke说，“因为我们现在必须重新评估地球最大部分的构成 - 毕竟，地球的地幔占地球体积的80%以上。” 该研究发表在Nature Geoscience杂志上。

背景和方法

在他们的研究中，地球化学家检查了矿物橄榄石及其熔融包裹体，即在熔岩爆发前橄榄石结晶过程中封装的岩浆。研究人员分离出这些熔化夹杂物，只有几微米的大小，化学溶解它们并分离出某些化学元素。这些元素在其生命周期中受到放射性衰变的影响，并从地球内部上升到数千公里，数百甚至数千万年。

研究人员用高灵敏度质谱仪分析了熔体的同位素组成。这些方法允许测量元素中所谓同位素中不同原子的相对丰度。“由于测量的高效率，我们能够分析十亿分之一克元素的同位素组成，”共同作者，明斯特大学矿物学研究所的Felix Genske博士说。分析工作。通过这种方式，研究人员间接地获得了地球地幔物质成分的信息：同位素分析表明，它含有的氡和钕等稀土元素少得多，而钍和铀等化学相似元素则少。

“根据来自不同地区(如夏威夷)的火山岩中类似的地球化学数据，地球其他部分的地幔也可能含有较高比例的不相容元素强烈耗尽的物质，”Andreas Stracke说。研究人员认为，这种全球赤字可以通过将地球上不相容的富含元素的地壳再循环回地球地幔的速度来补偿。随着他们的继续研究，研究人员希望通过调查来自全球其他火山岛的样本来确认他们的工作假设。