鎢同位素為地球地幔和大陸共同演變提供新見解

近期的一項研究證明了在帶狀鐵質地層中的鎢同位素（¹⁸²W）可以作為一種新的地球化學檔案記錄者，¹⁸²W可同時追蹤地球歷史上地幔和大陸的演變。這為更好地瞭解前寒武紀地球提供了新的機會。

為了研究地球早期的地幔是如何發展的，短壽命的鉿同位素（¹⁸²Hf ）-鎢同位素（¹⁸²W）系統以前一直是人們關注的焦點：¹⁸²W表明，地球在形成末期受到了多少強烈的隕石撞擊，以及地球的地幔在整個地球歷史上與這些隕石成分混合和均化的速度。

（圖片來源：Mundl-Petermeier/ Nature Communications）

目前，維也納大學岩石圈研究系（Department of Lithospheric Research at the University of Vienna）的Andrea Mundl-Petermeier和Sebastian Viehmann以及科隆大學（University of Cologne）和不來梅雅各大學（Jacobs University Bremen）的同事，發現了一個新的地球化學檔案，即帶狀鐵質地層（BIFs）中的鎢同位素特徵，它們主要形成於前寒武紀，即38億年前到大約5.4億年前。

利用加拿大Temagami綠岩帶27億年前的鐵層，研究小組能夠重建海水沉積的富鐵和富矽層，這些能同時記錄地球地幔和地殼的演變。利用目前最先進的儀器，研究小組獲得了單個亮石英和暗鐵層的高精度同位素測量。

岩石圈研究部的Andrea Mundl-Petermeier說：“在高精度測量方法的幫助下，我們能夠甄別個別地層的¹⁸²W的微小但明顯的差異。這項新的方法從海洋的角度解決了有關地幔和大陸演化的長期問題：帶狀鐵礦是由海洋的化學沉積形成的。”地質學家Sebastian Viehmann解釋說：“因此，從Temagami地區研究的BIF直接代表了27億年前的海水化學，我們從海洋的角度來觀察當時的地球。”

（圖片來源：Mundl-Petermeier/ Nature Communications）

這項題為“Early Earth: Tungsten isotopes in seawater provide insights into the co-evolution of Earth's mantle and continents: Iron formations as new geochemical archives for the evolution of the early Earth”的文章已經發表在《自然通訊》上，2022；13（1）。該研究由A. Mundl-Petermeier, S. Viehmann, J. Tusch, M. Bau, F. Kurzweil, and C. Münker主導。

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