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地幔深处或有水地幔

新证据表白地表下数百公里处或存在水。图片来源:Claus Lunau/Science Source

本报讯 对地表下数百公里喷出的自然钻石进行的一项阐发显示,在地球深处可能存在着年夜量的水。这项研讨还发明了一种被称为“冰七”的独特情势的结晶水,这表白物资在地球外部的某些深度可以比之前想象的越发自由地轮回。

迷信家说,对于这种轮回的地球物理模子可能需求进行年夜的调解——这种轮回终极会影响到由地球外貌机关板块的摩擦激发的地动频率。这些模子同时另有助于迷信家预算地球外貌和进入太空的热量流动持久速度。

并未介入该项研讨的美国华盛顿哥伦比亚特区卡内基迷信研讨所地球化学家Steven Shirey说:“这些钻石彷佛正在证明地球深处发生的统统,并带来一些新的惊喜。”他以为,最年夜的惊喜之一是,在地表下600多千米以下存在游离水的证据。

纯钻石是由碳组成的,但它们年夜大都都含有微小的杂质,并以微小晶体的情势存在。拉斯维加斯市内华达年夜学矿物学家Oliver Tschauner说,这些内含物为宝石造成的方式和所在供给了线索。例如,在2016年的一项研讨中,迷信家在数十颗年夜而清楚的钻石中发明了富含金属的内含物,象征着这些宝石是在液态金属的包裹中造成的。

在这项最新研讨中,Tschauner及其共事阐发了来自中国和非洲的3块钻石,发明其外部包裹着“冰七”。这是水的一种晶体,密度年夜于通俗的冰,凡是在低压下才气天生。

地幔中的低温低压使碳元素结晶造成钻石,偶然会将四周的灰尘或液体杂质包裹出来。钻石随火山运动回升到地表,外部杂质成为人类研讨地幔深处物资的奇特窗口。除了“冰七”,这3块钻石还包裹着含镁方解石、岩盐和富含碳的液体等。

阐发显示,410千米至660千米深处的地幔转换带富含液态水,660千米至800千米深处的下地幔上层可能也是如斯。这是迄今在地球最深处发明的水,也是初次发明地幔转换带含水的间接证据,相干论文揭橥在新一期美国《迷信》杂志上。

地球分为地壳、地幔和地核3个圈层。地壳和地核两者之间是厚约2900千米的地幔。因为差别深度的机关差别,地幔出现分层布局,地幔转换带将上地幔和下地幔离隔。

迷信家以为,地壳碎块下沉到地幔中时,会将年夜量海水带上来,在地幔转换带开释进去。地幔转换带中是否含有年夜量的水,关系到地幔中的热量通报、岩石的物理和化学变化,新发明对研讨地球外部运动有着紧张意义。

以色列耶路撒冷市希伯莱年夜学地幔地球化学家Oded Navon指出,在上地幔和下地幔之间的界限存在水流,必定会影响地幔中孕育发生热量的方式和位置。例如,如许的水状液体可以更容易地从地幔的一部门到另一部门携带某种情势的易消融的喷射性元素。而这可能会影响到地幔热孕育发生的喷射性衰变的位置,而这反过来又会使加热区域变得不那么黏滞,从而更容易滑动。从持久来看,所有这些变化都可能影响到热量从地球外部开释的速率。

Tschauner及其团队以为,地幔差别层位的物资身分的变化可能会影响到地球外部融化和开释矿物资的机关板块的位置与机关。例如,地球外部的密度和黏性会影响到下沉板块到达中性浮力的程度。这反过来又会影响到板块若何融化及开释出其所携带的水和其余矿物资。总的来说,该团队的新发明可能会带来地球深处差别深度的更为准确的模子。(赵熙熙)

《中国迷信报》 (2018-03-12 第2版 国际)
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Tags:地幔 深处 责任编辑:admin
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