为什么地球深处的物质不均匀我的学者解释原因

2020-01-23 15:01 来源:和讯科技

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回答者对深部地球物质分布调查的新解释

新解释

科学日报(记者吴长锋)记者从中国科技大学了解到,该大学地球与空间科学学院吴忠清教授的研究小组与同事合作,发现俯冲洋壳是深部地球物质异质性的重要来源。研究结果最近在线发表在国际综合期刊《自然·通讯》上。

地球的物质组成对于理解地球的起源、演化和动力学至关重要。地球的内圈大致可分为地壳、上地幔、下地幔和地核。下地幔是地球内部最重要的层之一,深度为660-2900公里,是地球演化的压舱物。虽然很难从下地幔获得样品,但地震波有穿透整个地球的能力,因此提供了探测地球深层内部结构的关键手段。近年来,随着地震波观测、分析和模拟技术的发展,地震学家发现下地幔中存在许多不同尺度的异常体。这些异常体的成因对了解地球内部结构和物质组成起着至关重要的作用,也是制约地球起源和动态演化的重要因素,是地球科学研究的热点和前沿问题。

地球具有非常独特的板块运动和俯冲特征。板块可以俯冲到地球的深部,甚至核地幔的边界,从而在下地幔形成化学不均匀性。俯冲洋壳是俯冲洋岩石圈最上层的硅酸盐物质。与正常地幔相比,它富含二氧化硅,可能是下地幔非均质性的主要来源。目前,下地幔异常主要以地震波速度为特征。因此,研究低地幔温度和压力条件下俯冲贝壳的波速特征具有重要意义。

但是,在地幔温度和压力较低的情况下,通过高压实验很难准确测量矿物的波速,因此数据非常有限。经过多年的研究和积累,研究组确定了下地幔温度和压力条件下俯冲贝壳的波速和密度特征。结果表明,海洋地壳波速随深度变化,海洋地壳波速较低。再往下,海洋地壳显示出很高的波速。这意味着俯冲的海壳不仅仅在下地幔显示高或低的速度,而是取决于深度。海洋地壳的俯冲可以很好地解释下地幔的高速异常和下地幔中发现的散射体。