伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的研究小组使用一种新的地球化学工具阐明了地球上氮和其他挥发性元素的来源,这可能为有效监测火山活动提供一种途径。这项研究结果已发表在2020年4月16日的《自然》(Nature)期刊上。
氮是大气中最丰富的气体,也是我们呼吸的空气中的主要成分。氮还存在于岩石中。到目前为止,在测量来自火山的气体时,很难区分氮来自空气还是来自地幔内部。
论文合著者WHOI地球化学家Peter Barry提到,他们发现空气污染掩盖了许多火山气体样品的原始来源特征。若没有这种区别,科学家将无法回答诸如以下的基本问题:氮是从地球的形成中遗留下来的,还是后来被输送到地球上的?大气中的氮和火山中的氮有何关系?
Barry和Jabrane Labidi(现为巴黎地球物理研究所的研究员)等研究人员使用一种新方法分析了来自全球的火山岩样品,包括冰岛和黄石国家公园的气体分析“结块”的氮同位素。这种方法提供了一种独特的方法来鉴定来自空气的氮分子,让研究人员能够看到地幔深处的真实气体成分。最终揭示了地幔中的氮极有可能自我们的星球最初形成以来就存在。这对氮的起源和地球的演化有了新认识。
尽管这种新方法可以帮助科学家了解地球上挥发性元素的起源,但它也可能被用作监测火山活动的一种有用方法。这是因为从火山中心吹出的气体成分在喷发之前就发生了变化。地幔和空气氮的混合物在未来可能被当作火山爆发的信号。
该研究得到了Deep Carbon天文台和Alfred P. Sloan基金会的支持。该研究小组还包括来自WHOI的David Bekaert和Mark Kurz以及美国、法国、加拿大、意大利、英国和冰岛的科学家。
(傅圆圆 编译)