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挑战重元素的大爆炸之谜 地球工厂通过核转化创造元素

2021-10-18 20:27 · 稿源: cnbeta

长期以来,人们一直认为,在宇宙形成的大爆炸期间,氢、氦和锂是唯一存在的化学元素,而超新星爆炸,即恒星在其寿命结束时爆炸,负责将这些元素转化为更重的元素,并将它们分布到我们的宇宙中。然而,化学元素不是仅仅在超新星爆炸中产生的,也可能在地球下层地幔深处产生。

日本和加拿大的研究人员现在正在挑战大爆炸难题的一个重要部分,即所有比铁重的元素是否真的来自于恒星爆炸,还是有些元素是在地球地幔深处,由于板块构造驱动的对流动力学而产生的。

在AIP出版社出版的《AIP进展》中,该小组根据地球大气层的历史,为氮、氧和水的形成提出了一个替代模型。

他们推测,原子序数小于铁(26)的25种元素是通过碳和氧两种核的内热核转化而产生的。这些核可能在岩石圈俯冲过程中,在高温和高压下被限制在地球下层地幔的天然文石晶格核心内,而岩石圈俯冲是在两个构造板块交汇时发生。

该小组将内热核转化过程描述为"在地球地幔深处由氘核聚变或元素放射性衰变产生的地中子的矿物化合物粘滑运动所产生的激发电子的物理催化作用下"。

"我们的研究表明,地球本身已经能够通过核嬗变创造更轻的元素,"来自日本东北大学新产业创造孵化中心的共同作者Mikio Fukuhara说。"如果结论准确的话,这是一个革命性的发现,因为以前的理论是所有这些元素都来自于超新星爆炸,而我们提出了一个补充理论。"

这项工作将对地球物理学领域产生相当大的影响,并可能因此"为创造未来空间发展所需元素的潜力指明可能的研究方向"。

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