铀占地核的百分比是多少?

Question

铀占地核的百分比是多少?核心的热量有多少来自放射性衰变而不是其他力量?

Answer 1

好问题!地球化学家和地球物理学家求同存异，有时甚至非常强烈。每个小组内部以及两个小组之间也存在分歧。

不仅仅是铀。有四种同位素，它们的半衰期足够长，可以是原初的，而它们的半衰期又不是很长，不能产生太多的热量。这四种同位素是

• 半衰期为7.03亿年的铀235，
• 钾40的半衰期为12.77亿年，
• 铀238的半衰期为44.68亿年
• 钍232，半衰期为140.56亿年。

地球化学家的共识是，在地核中，这些同位素即使有，也很少。钾、钍和铀具有化学活性。它们很容易氧化。事实上，它们很容易与许多其他元素化学结合——但不包括铁。它们是强烈的亲石元素。此外，这三者都是“不相容”的元素。在部分熔体中，它们有很强的亲和力，保持在熔融状态。这意味着相对于太阳系的丰度而言，这三种元素在地壳中都应该显著增加，在地幔中略微减少，而在地核中则显著减少。

地球物理学家关注驱动地球磁场所需的热量，以及最近中微子观测的结果。从他们的角度来看，地球形成过程中残留的热量不足以驱动地磁。地球内核的增长产生了一些热量，但还不足以维持地球发电机的运转。地球物理学家希望有大量的热通量穿过核心地幔边界来维持地球发电机，对他们来说唯一可行的来源是放射性。最近的地中微子实验似乎排除了地核中的铀或钍，但没有排除钾40。由钾40衰变产生的中微子用目前的技术是无法探测到的。江南登录网址app下载

Answer 2

一种可能性是存在足够多的铀来提供一个大量的热源——在地幔深处，而不是地核。

Gautron et al。[1]研究了掺铝钙硅酸盐钙钛矿中铀的包裹体，该包裹体被认为存在于下地幔(作者引用参考文献)。2）.随着铝的掺杂，硅酸盐钙钛矿与铀(IV)兼容，因此“该地区存在的所有铀都可以通过插入Al-CaSiO3钙钛矿轻松存储。”作者认为，钍也有利于+4氧化态，并形成一个类似的大阳离子，可能类似地被合并，尽管他们只直接研究了铀。

参考文献

1. Laurent Gautron, Steeve Greaux, Denis Andrault, Nathalie Bolfan-Casanova, Nicolas Guignot, M. Ali Bouhifd(2006)。"地球下地幔中的铀"地球物理研究快报33(23), L23301。https://doi.org/10.1029/2006GL027508。

2. Hirose, K.(2002)。“在670公里深度附近的火质地幔中的相变:来自下地幔的羽流上涌的含义”。j .地球物理学。Res。，107(B4), 2078年。https://doi.org/10.1029/2001JB000597。

Answer 3

他是对的，地核中几乎没有珍贵的铀或钍。他还说对了，需要一个额外的热源来驱动地核的磁性。然而，请注意，正如长期以来所知道的那样，地核的密度小于纯Ni-Fe合金的情况。答案是，那里有大量的硫，实际上约占月球重量的10%，它们很可能以高压硫化铁相的形式存在。钾是一种亲石元素，通常不存在于岩心中，但钾可溶于硫化铁。放射性核素40-钾，在硫化物中，在核心，是缺失的热量的来源，驱动发电机，创造了地球磁场超过35亿年。