地核在泄漏、，钌、金等，大量金属黄金正在流向地表？听起来像奇幻电影的设定，其实源于一项真实而严谨的地球化学研究。科学家在夏威夷的火山岩中发现了一种极其罕见的同位素组合，可能是迄今为止最有力的证据，地核深处的一部分贵金属正在沿着地幔柱被带到地表。那么，这是否意味着地表黄金将显著增多？我们可以从地球科学角度，解答这个问题。

黄金随着火山涌出地表示意图（图片来源：作者使用AI生成）

为什么地核含金，却几乎难以开采？

首先，我们需要了解地球的结构。地球内部可分为三层：外壳（地壳）、中间层（地幔）和最深处的核心（地核）。许多人可能不知道，地球上绝大多数黄金，并不在我们脚下的地壳中，而是深埋在地球最深处的地核中。根据当前的地球化学模型，地球在形成初期曾经历一次剧烈的分层过程，当时的地球尚处于炽热的熔融状态，密度更大的金属成分如铁、镍迅速下沉，聚集在地球中心，最终形成地核。

问题在于，金、钌、铂等贵金属属于 亲铁元素，也就是在高温高压下容易与铁发生化学亲和的元素。当地核形成时，这些亲铁贵金属就会被铁带走，绝大多数随着熔融铁液一起沉降进了地核。

根据估算，地球总金储量中，有超过99%其实深埋在地核中，而地壳金含量则是微不足道。地壳中的黄金之所以存在，地壳中的金主要来源于地球形成后期的陨石撞击，这些陨石将原本已被带入地核的金重新带回地表。此外，部分金也可能来自地幔深处岩浆活动中的微量富集。大多来自早期地球形成后期的晚期增生，也就是后来的陨石撞击带入了少量黄金，或者是极少数从地幔深处上涌的岩浆中富集而成。

正因为这种天文尺度的埋藏深度，地核中的黄金即使存在于数百万亿吨的数量级，我们人类也完全无法直接获得。目前探采的黄金几乎全部来自地壳浅层，且需要通过高成本的地质勘查与提取工艺才能实现。

地核真的在“泄漏”吗？科学家找到了同位素证据

但最近一项发表于《自然》（Nature）期刊的最新研究打破了这一传统认知。来自德国哥廷根大学的地球化学家Nils Messling及其同事，对来自夏威夷、加拉帕戈斯、留尼汪等火山热斑地区的火山岩样本进行了钌（Ru）和钨（W）同位素分析。他们在夏威夷样本中发现了一种异常的钌同位素（ε100Ru）比例升高，这种同位素在地表稀少，却可能大量存在于地核。

发表于《自然》期刊的最新研究（图片来源：参考文献[1]）

为何钌同位素成为判断地核来源的关键？研究者指出，地球形成早期，大量钌因亲铁性被带入地核，而地幔中剩下的钌则主要来自后期陨石撞击。这两个来源的钌在同位素组成上存在显著差异。如今，如果在地幔岩石中检测到来自早期主增生阶段的钌，就意味着这些钌极可能来源于地核。

研究团队的同位素分析还显示，这些岩石中钨同位素（μ182W）也出现异常，这进一步支持了它们来自核幔边界的深源地幔柱。在数学建模下，只需约0.2%–0.3%的地核物质混入地幔，就足以解释当前的同位素观测数据。这些混合过程可能发生在核幔边界形成的热柱中，岩浆沿地幔上升，在夏威夷这类海洋火山区喷出地表。

这项发现意味着，地核与地幔之间存在实际的物质交换过程，黄金、钌等贵金属确实有可能从地核“泄漏”上来。这也是迄今为止最直接的地核来源证据之一。

总结

这项关于地核“泄漏”的研究，并不会让你明天就能在自家后院挖到金子，但它揭示了一个被低估的事实，地球比我们想象得更为动态和复杂。长期以来，科学界认为地核与地幔彼此隔绝，而如今我们发现，地球最深处的物质可能会缓慢但持续地迁移到地表。这不仅有助于理解黄金的地球演化史，还可能为未来探索其他深源元素提供线索。

参考文献：

[1] Messling, Nils, et al. "Ru and W isotope systematics in ocean island basalts reveals core leakage." Nature (2025).

[2] Rizo, Hanika, et al. "182W evidence for core-mantle interaction in the source of mantle plumes." Geochemical Perspectives Letters 11 (2019): 6-11.

[3] Walker, Richard J., John W. Morgan, and Mary F. Horan. "Osmium-187 enrichment in some plumes: evidence for core-mantle interaction?." Science 269.5225 (1995): 819-822.

[4] Korenaga, Jun, and Simone Marchi. "Vestiges of impact-driven three-phase mixing in the chemistry and structure of Earth’s mantle." Proceedings of the National Academy of Sciences 120.43 (2023): e2309181120.

[5] Rubie, David C., et al. "Highly siderophile elements were stripped from Earth’s mantle by iron sulfide segregation." Science 353.6304 (2016): 1141-1144.

[6] Righter, Kevin. "Metal-silicate partitioning of siderophile elements and core formation in the early Earth." Annual Review of Earth and Planetary Sciences 31.1 (2003): 135-174.

作者丨邵文亚博士 福建医科大学副教授；杨超 博士

审核丨孙克衍博士 中国矿业大学副教授

来源: 科普中国创作培育计划

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