新研究發現地球上的鉀是通過隕石運送抵達的
來源：骨軟筋酥網
時間：2025-12-10 02:10:40
顯微鏡下的隕石薄片。不同的球上顏色代表不同的礦物，因為光以不同的鉀抵達方式穿過它們。圓形礦物集合體是通過隕石球粒，是隕石運送原始隕石的主要成分。資料來源：妮可·西克·聶。新研現地
（神秘的球上地球uux.cn）據美國物理學家組織網（作者：卡內基科學研究所）：卡內基的妮可·聶（Nicole Nie）和達旺（Da Wang）領導的一項新研究發現，地球上的鉀抵達鉀是通過隕石運送服務抵達的。他們發表在《科學》雜志上的通過研究表明，一些原始隕石中的隕石運送鉀同位素與其他經過化學處理的隕石中的不同。這些結果有助于闡明塑造我們太陽系并決定其行星組成的新研現地過程。
“在恒星內部發現的球上極端條件使恒星能夠利用核聚變制造元素，”前卡內基博士后、鉀抵達現供職于加州理工學院的通過聶解釋道。“每一代恒星都孕育了后代誕生的隕石運送原材料，我們可以追溯這種材料的歷史。”
恒星內部產生的一些物質可以被噴射到太空中，在那里積聚成氣體和塵埃云。45億多年前，一片這樣的云在自身坍塌形成了我們的太陽。
這一過程的殘余物圍繞新生恒星形成了一個旋轉的圓盤。最終，行星和其他太陽系物體從這些殘余物中結合起來，包括后來分裂成小行星和隕石的母體。
“通過研究隕石中保存的同位素記錄的變化，我們可以追蹤它們形成的來源物質，并建立我們太陽系演化的地球化學時間表，”現就讀于成都理工大學的王補充道。
每一種元素都含有獨特數量的質子，但其同位素具有不同數量的中子。同一元素的不同同位素在整個太陽系的分布反映了太陽誕生的物質云的組成。許多恒星促成了這種所謂的太陽分子云，但它們的貢獻并不一致，這可以通過研究隕石的同位素含量來確定。
Wang和Nie以及卡內基的同事Anat Shahar、Zachary Torrano、Richard Carlson和Conel Alexander測量了32個不同隕石樣品中三種鉀同位素的比例。
鉀特別有趣，因為它是一種中等揮發性的元素，因其沸點相對較低而容易蒸發而得名。因此，尋找早于太陽的揮發物同位素比率模式是一項挑戰，因為它們在熾熱的恒星形成條件下不會停留足夠長的時間，從而保持一個容易閱讀的記錄。
顯微鏡下的隕石薄片，其特征是具有復雜紋理的隕石球粒。軟骨是太陽系中最古老的材料之一。資料來源：妮可·西克·聶。
聶說：“然而，使用非常靈敏和合適的儀器，我們發現了鉀同位素的分布模式，這些模式繼承自前太陽系的物質，不同類型的隕石也不同。”。
他們發現，在外太陽系形成的一些太陽系最原始的隕石，稱為碳質球粒隕石，含有更多的鉀同位素，這些鉀同位素是由巨大的恒星爆炸（稱為超新星）產生的。而其他最常撞擊地球的隕石，被稱為非碳質球粒隕石，其鉀同位素比例與我們的母行星和太陽系內部其他地方所見的相同。
沙哈爾總結道：“這告訴我們，就像混合不良的蛋糕面糊一樣，在形成碳質球粒隕石的太陽系外部區域和我們生活的太陽系內部區域之間，物質的分布并不均勻。”。
多年來，卡內基地球和行星科學家一直致力于揭示地球揮發性元素的起源。這些元素中的一些可能是從外太陽系以碳質球粒隕石的背面運輸到這里的。然而，由于在非碳質球粒隕石中發現的太陽前鉀同位素的模式與地球上看到的一致，這些隕石可能是地球鉀的來源。
沙哈爾補充道：“直到最近，科學家們才挑戰了一個曾經長期存在的信念，即太陽誕生的太陽星云的溫度足以燃燒掉所有揮發性元素。”。“這項研究提供了新的證據，表明揮發物可以在太陽形成過程中存活下來。”
需要進行更多的研究，將這一新知識應用到我們的行星形成模型中，看看它是否調整了關于地球及其鄰居如何形成的長期信念。
相關：對隕石中發現的揮發性元素的兩項研究限定了地球物質來源的組成
（神秘的地球uux.cn）據EurekAlert!：在兩項單獨的研究中，研究人員發現了隕石中揮發性元素鉀（K）和鋅（Zn）中的核合成同位素異常，它限定了形成地球物質的來源。根據這兩項研究，約9成的地球質量來自太陽系內側的非碳質（NC）物質，約1成來自太陽系外圍的碳質球粒隕石（CC）物質。CC的庫藏元素為地球提供了其鉀含量的約20%和鋅含量的一半。綜合這些研究表明，在形成太陽系的熱太陽星云中，揮發性元素的分布是不均勻的。
核合成異常是化學元素形成時產生的同位素比率中的微小差異。在太陽系形成過程中，帶有這些核合成異常的元素會從氣相凝結成固態塵埃，后者接著被結合到隕石和包括地球在內的類地行星中。早期太陽系不同部分中的物質繼承了不同的核合成異常。形成地球的物質的起源可通過測量隕石的核合成異常而得到限定。然而，揮發性元素的核合成異常（即那些在低溫下凝結而成的元素）素來難以測量，因此它們的起源未能得到良好的限定。
Nicole Nie、Da Wang和同事對32顆隕石中的3種K同位素（39K, 40K 和 41K）進行了測量。研究人員在同位素40K中發現了核合成異常，與NC隕石中的這種異常相比，CC隕石中的核合成異常更大，可變性也更多。根據這些研究結果，地球巖石中的40K核合成異常比率與NCs的非常接近，這表明地球的大部分K是由NCs輸送的，而由CC輸送的不到20%。
在另一項研究中，Rayssa Martins、Sven Kuthning和同事關注的是另一種揮發性元素：鉛（Zn）。作者分析了18顆隕石中的Zn的5種穩定同位素。他們發現了CC和NC隕石間不同的鋅同位素中的核合成異常。當與地球的Zn同位素特征進行比較時，Martins、Kuthning等人的發現表明該元素具有混合性來源。據作者計算，地球總質量的約10%來自CC隕石，其中包括其Zn含量的50%。這些研究結果表明，來自太陽系外圍的CC物質可能對地球的其它揮發性元素具有重要貢獻。
Nie在這兩個研究小組提供的討論這兩項研究的結果及其影響的附帶問卷中寫道：“我們的研究以多種方式補充和確認了彼此的結果。在中等揮發性的元素中，K的揮發性最小，而Zn是揮發性最大的元素之一；因此，我們的研究預測，多種揮發性元素應該都保留了核合成異常。”
