隐藏在地球构造板块之下的熔岩层

admin 2023-11-29 20:44:21 浏览量:9
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这一发现可以帮助科学家更多地了解地球构造板块的运动,这些运动不仅创造了山脉和地震,还有助于形成具有正确化学和物理条件的环境,以支持早期地球上的生命。

我们星球的最外层是地壳——我们居住的地方——下面是地幔、外核和内核。世界上的海洋和大陆坐落在15个主要的板块上,这些板块被称为构造板块,它们组成了下地壳和上地幔。

新发现的熔融层位于地表以下100英里(161公里)处。这一层是软流层的一部分,软流层位于构造板块之下。软流层是一层坚硬但可延展的岩石,可以导致构造板块的移动和移动。

研究人员想知道是什么因素使软流圈变软,并认为熔融岩石是方程的一部分。即使地球内部大部分是固体,岩石也会随着时间慢慢移动。

德克萨斯大学奥斯汀分校杰克逊地球科学学院博士后华俊林(Junlin Hua)在研究土耳其地下地幔的地震图像进行博士研究时,发现了部分熔融岩石的迹象。他于2020年开始研究,当时他还是布朗大学的博士生。

科学家们此前发现了这一岩层的一部分,并认为这是一种异常现象,但华和他的同事们发现了证据,表明它存在于更广泛的地方。

研究小组证实,软流圈由固体和融化的岩石组成,即使岩石后来部分熔融,它也不会促进板块的运动,也不会使它们更容易移动。

华说:“当我们想到某种东西在熔化时,我们直觉地认为熔体一定在材料的粘度中起着很大的作用。”“但我们发现,即使熔体分数很高,它对地幔流动的影响也非常小。”

在地幔中,当密度较小的热物质上升,密度较低的冷物质下沉时,就会发生对流或热量传递。研究人员认为,固体岩石和对流的存在有助于板块运动。

地震活动分析

华春莹说,研究地球内层的主要挑战是收集数据,因为大部分数据只能在地表收集,很难直接对地球内部进行采样。

“因此,科学家们一直在利用地震产生的地震波在地球内部传播,来研究地震波在这些内层的传播速度,类似于医院里的CT扫描,”华说。

他收集了来自世界各地的地震探测器拍摄的700多张图像,并绘制了一幅全球软流圈地图。

通过分析数据,华春莹看到了地震波是如何在地壳下的不同物质中传播的,包括到达探测地点的速度、方向和时间的变化。部分熔融层中熔化物的存在意味着地震波移动得更慢。

地震读数显示,熔岩出现在软流圈达到最高温度的地区,约为2640华氏度(1450摄氏度)。

华是一项研究的主要作者,该研究详细介绍了周一发表在《自然地球科学》杂志上的研究结果。

“这项研究对于理解为什么软流圈(地壳板块下方使板块移动的弱地幔层)实际上很弱是至关重要的,”研究合著者、布朗大学地质科学杰出教授凯伦·m·费舍尔在一份声明中说。

“最终,它提供了证据,证明温度和压力变化等其他因素可以控制软流圈的强度,并使其足够弱,使板块构造成为可能。”

这些发现可以帮助研究人员了解地球下面不同层的功能。

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