長(zhǎng)期以來(lái)有一個(gè)觀點(diǎn)，在宇宙形成大爆炸期間，氫、氦和鋰是唯一存在的化學(xué)元素。而超新星爆炸，即恒星在其壽命結(jié)束時(shí)爆炸，負(fù)責(zé)將這些元素轉(zhuǎn)化為更重的元素，并將它們分布在我們的宇宙中。

近日，日本和加拿大的研究人員進(jìn)行地球上元素的相關(guān)研究。是否所有比鐵重的元素真的來(lái)自于恒星爆炸？還是有些元素是在地球地幔深處，由于板塊構(gòu)造驅(qū)動(dòng)的對(duì)流動(dòng)力學(xué)而產(chǎn)生的？研究小組根據(jù)地球大氣層的歷史，提出了一個(gè)關(guān)于氮、氧和水形成的替代模型。

研究人員推測(cè)，原子序數(shù)小于鐵（26）的25種元素是通過(guò)碳和氧兩種核的內(nèi)熱核轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的。這些核可能在巖石圈俯沖過(guò)程中，在高溫和高壓下被限制在地球下層地幔的天然文石晶格核心內(nèi)，而巖石圈俯沖是在兩個(gè)構(gòu)造板塊交匯時(shí)發(fā)生。

研究小組將內(nèi)熱核轉(zhuǎn)化過(guò)程描述為“在地球地幔深處，由氘核聚變或元素放射性衰變產(chǎn)生的地中子礦物化合物粘滑運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的激發(fā)電子的物理催化作用”。研究表明，地球本身已經(jīng)能夠通過(guò)核嬗變創(chuàng)造更輕的元素。以前的理論是所有這些元素都來(lái)自于超新星爆炸，而這項(xiàng)研究提出了一個(gè)補(bǔ)充理論。

研究人員表示，這項(xiàng)工作將對(duì)地球物理學(xué)研究產(chǎn)生巨大影響，并可能因此為創(chuàng)造未來(lái)空間發(fā)展所需元素的潛力指明可能的研究方向。

題為Earth factories: Creation of the elements from nuclear transmutation in Earth’s lower mantle的相關(guān)研究論文發(fā)表在《美國(guó)物理聯(lián)合會(huì)進(jìn)展》(AIP Advances)上。

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論文原文：

https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0061584

標(biāo)簽： 地球 化學(xué)元素 從何 而來(lái)