地球核心已经泄漏了25亿年，科学家也不知道原因
地球的核心深埋于地表下方3000公里的地方，一直可以延伸至地表下方6400公里之处。在地核中，大部分的物质组成为铁，还有一部分为镍。由于地核非常深，而且温度又高达几千度，人类目前没有能力钻到那里，所以我们对地核的了解非常有限。
最近有一项研究[1]表明，炽热的地核并不“孤独”，它与其他层混在一起。研究发现，地球最深处的部分物质会泄漏到地幔柱中，并且其中一些最终会到达地球表面。
地质学家表示，这一发现有助于解决几十年来一直争论不休的一个地质学问题：地核和地幔是否交换了物质。事实表明，在过去25亿年里，地球核心一直在向地幔泄漏出物质。
研究地核并不容易，因为它开始于地下3000公里的深处。人类以科学探测为目的所挖出的最深坑洞是科拉超深钻孔，深度仅为12.3公里，这仍然没有挖出地壳到达地幔。
虽然科学家无法挖到地核中，但元素周期表中的第74号元素——钨（W）会告诉我们地球内部的情况。钨是一种亲铁元素，能够与铁共生。因此，地球核心中含有一些钨也就不足为奇了，因为地核主要由铁构成。
在自然界中，钨存在五种同位素（同种元素的原子核中包含不同的中子数），其中包括钨-182（中子数为108个）和钨-184（中子数为110个）。研究人员意识到，这些同位素可以帮助他们解决地核泄漏的问题。
另一种元素，铪（Hf），是一种亲石元素，这意味着它能与岩石共生，可以在地球上富含硅酸盐的地幔中找到。铪的放射性同位素铪-182的半衰期为890万年，它衰变为钨-182。科学家推断，这意味着地幔应该比地核拥有更多的钨-182。
由于玄武岩来自地幔柱，根据洋岛玄武岩中的钨-182/钨-184比例，可以检测到地核和地幔柱之间的化学交换。不过，钨的这种差别极小，地幔和地核中的钨-182的成分预计只有大约200 ppm的差别，世界上只有寥寥几个实验室能做这种分析。
结果表明，在地球的演化进程中，地幔中钨-182与钨-184的比例发生了很大的变化。地球上最古老岩石的钨-182/钨-184的比例比大多数现代岩石都要高，这意味着地核中的钨长时间泄漏到地幔中。
地球大约在45亿年前形成，但地球上最古老地幔岩石中钨的同位素并没有发生任何显著的变化。这表明，从43亿年前到27亿年前，地核和上地幔之间几乎没有物质交换。
但在过去的25亿年里，地幔中的钨同位素组成发生了巨大的变化，为什么会这样呢？
地质学家认为，如果地幔柱从地核-地幔边界升起，那么，这可能就像跷跷板一样，来自地球表面的物质会进入地幔深处。这种表面物质含有氧元素，它会对钨产生影响。于是，地球深处的氧浓度上升之后，可能会迫使地核中钨的迁移到地幔中。
参考文献[1] H. Rizo, D. Andrault, N.R. Bennett, et al., W-182 evidence for core-mantle interaction in the source of mantle plumes, Geochemical Perspectives Letters, 2019, 11, 6-11.