早期地球地核活動(dòng)

鉑與金是元素周期表中高度親鐵八元素中的兩種。親鐵元素這一名字可以追溯到19世紀(jì)20年代，當(dāng)時(shí)挪威奧斯陸大學(xué)的礦物學(xué)家維克多·戈?duì)柕率┟滋匕凑赵刈匀唤Y(jié)合的傾向性進(jìn)行了分類分組，今天仍在沿用的其中四種分類是：親石（或親巖）元素、親銅（或親硫）元素、親氣元素和親鐵元素。

親鐵元素似乎與構(gòu)成地殼大部分的氧和硅基化合物并不相為伍，相反卻往往與鐵結(jié)合緊密，例如鎢（元素周期表中以W代表）也是一種親鐵元素，在對(duì)地球地質(zhì)史的研究中一直有著非常重要的意義。除了鎢之外，其他親鐵元素還有釕、銠、鈀、錸、鋨、銥、鉑和金，它們甚至是鐵的更親密的“粉絲”，被稱為八大高度親鐵元素。

由于高度親鐵元素在地核中的豐度值較高，而在地幔和地殼中則比較稀缺，通過對(duì)這些元素的探測(cè)，可以幫助科學(xué)家跟蹤地球內(nèi)部的演化歷史。從某個(gè)礦井深處挖出的一塊石頭，或者從新爆發(fā)火山獲得的一塊巖石，都可以通過對(duì)其中含有的親鐵元素的測(cè)量來探究地球以往的歷史。例如，某種親鐵元素的放射性元素是否發(fā)生了衰變，巖石中是否有較高含量的某種親鐵元素等。通過這些信息，可以進(jìn)一步揭示親鐵元素在地球內(nèi)部的移動(dòng)軌跡，以及這些元素在地球深處發(fā)生的化學(xué)過程。

美國斯克里普斯海洋研究所的地球化學(xué)家詹姆斯·達(dá)伊說：“通過對(duì)親鐵元素的研究，我們可以跟蹤某顆行星形成的整個(gè)演化過程。”例如，對(duì)地球上最古老巖石中的親鐵元素進(jìn)行研究分析后發(fā)現(xiàn)，在地殼板塊構(gòu)造互相摩擦擠壓和偶爾急劇下沉（俯沖）的活動(dòng)過程中，最古老的巖石被拖曳到地球深處融化成了熔巖。但在格陵蘭島西南部一個(gè)名叫伊蘇華的地方，研究人員發(fā)現(xiàn)了一塊未被地球板塊構(gòu)造活動(dòng)拖入地心中的古老地殼，距今已有33億年至38億年的歷史了。

科學(xué)家對(duì)格陵蘭島巖石中含有的大量高度親鐵元素進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)巖石中含有大量鎢-182，而這種發(fā)生衰變的放射性同位素只存在于地球歷史最早的5000萬年里，因此在格陵蘭島發(fā)現(xiàn)的古老巖石作為一種時(shí)間膠囊，可有助于揭示早期太陽系的歷史。

對(duì)地球上殘留下的遠(yuǎn)古遺跡的研究表明，地球地幔在化學(xué)構(gòu)成上的分布上是參差不齊的，一塊塊含有大量鎢-182的原始材料，就像混合在面團(tuán)里的餅干片一樣，或一塊塊補(bǔ)丁一樣，鑲嵌在一大片混合得更均勻的脈石中。令研究人員驚訝的是，他們?cè)疽詾椋?jīng)過幾十億年的攪拌，地球內(nèi)部所有的物質(zhì)都均勻混合在一起了，但出乎研究人員意料的是，保留了原始巖石風(fēng)貌的那部分地幔不知因何原因，卻頑強(qiáng)地抵制了地球地心熾熱熔巖的巨大攪拌力幸存了下來。

通過研究這些補(bǔ)丁塊所在的位置以及它們的構(gòu)成成分，研究人員可以尋找到關(guān)于地球早期歷史一些問題的答案。例如，早期地球內(nèi)部熔巖如何對(duì)流，今天的火山中是否含有這些原始物質(zhì)等。而且科學(xué)家在2016年5月的報(bào)告中稱，他們利用地球化學(xué)的方法，通過對(duì)親鐵元素的鑒定，確認(rèn)了在加拿大巴芬灣和南太平洋發(fā)現(xiàn)的原始熔巖。

就像古老的格陵蘭地殼一樣，這些巖石中也含有大量的鎢-182。顯然，加拿大和太平洋地區(qū)的火山底下深處儲(chǔ)藏了許多這樣的原始物質(zhì)，其中一些通過火山活動(dòng)的力量穿過火山口抵達(dá)了地球表面。研究人員對(duì)這些巖石中的親鐵元素進(jìn)行探索，就像乘坐時(shí)間機(jī)器回到了過去，看看45億年前的地球是什么樣子的。

英國達(dá)勒姆大學(xué)的地球化學(xué)家艾米·里奇斯說：“這些巖石講述了遠(yuǎn)古地球的故事，給我們帶來了一個(gè)又一個(gè)的驚喜。”

八種高度親鐵元素

（注：原子數(shù)也叫原子序數(shù)，指的是元素在周期表中按次序排列的序號(hào)；原子量是指原子的質(zhì)量，也叫相對(duì)原子質(zhì)量）

釕（Ru）

原子數(shù)：44

原子量：101.07

白色金屬，用于強(qiáng)化鉑和鈀

鈀（Pd）

原子數(shù)：46

原子量：106.42

鋼藍(lán)色金屬，用于催化轉(zhuǎn)換器

鋨（Os）

原子數(shù)：76

原子量：190.23

有光澤帶青白色的金屬，用于某些合金中，以及作為催化劑使用

鉑（Pt）

原子數(shù)：78

原子量：195.08

銀白色金屬，用于珠寶業(yè)、催化轉(zhuǎn)換器和高溫工業(yè)工藝中

銠（Rh）

原子數(shù)：45

原子量：102.91

銀白色金屬，用作工業(yè)催化劑

錸（Re）

原子數(shù)：75

原子量：186.21

銀白色金屬，用于生產(chǎn)高辛烷值汽油

銥（Ir）

原子數(shù)：77

原子量：192.22

易碎的白色金屬，用于制造高溫實(shí)驗(yàn)用的設(shè)備

金（Au）

原子數(shù)：79

原子量：196.97

黃色金屬，用于珠寶業(yè)，以及作為工業(yè)催化劑

隕石撞擊為地球貴金屬補(bǔ)充“新鮮血液”

大約45億年前，新生行星地球的地核漸漸凝固（1）；高度親鐵元素被吸引進(jìn)入富含鐵的地核中（2）；在此之后的隕石撞擊可能給地球帶來一波新的稀有金屬（3）