写于 2018-11-11 11:17:02| 无需申请送彩金| 股票
地球内部的示意性横截面突出了过渡区层(浅蓝色,410-660公里深),具有异常高的蓄水能力Schmandt和Jacobsen的研究使用地震波来探测在下部顶部附近产生的岩浆。在该研究的高压实验中观察到,在这些条件下的脱水熔化表明过渡区可能几乎饱和在高压岩石中溶解的H2O图片来源:Steve Jacobsen /西北大学新研究显示位于地幔深处的岩石中有大量的水研究人员已经发现了美国深处潜在的“海洋价值”水的证据虽然没有以熟悉的形式存在,但是水的构建块被绑定在岩石中位于地幔深处,数量足以代表地球上最大的水库研究多年来,科学家们试图通过板块构造的作用准确确定地球表面和内部水库之间的水循环量。西北大学地球物理学家史蒂夫雅各布森和新墨西哥大学地震学家布兰登施曼特发现了大量的岩浆北美洲以下约400英里 - 这是在这些深度处存储在高压矿物晶体结构中的H 2 O存在的一个强有力的指标“地球的总H 2 O含量一直是地球上受限制最严重的'地球化学参数'之一科学我们的研究已经发现了地幔过渡带广泛水化的证据,“雅各布森说,至少20年来,地质学家从实验室实验中得知,地球的过渡区 - 位于下地幔和上地幔之间的地幔岩层。在250到410英里的深度 - 理论上可以持有其总重量的1%为H 2 O,与被称为Wadsleyite和ringwoodite的矿物结合在一起。然而,正如Schmandt所解释的那样,到目前为止很难弄清楚这个潜在的水库是否是空的,正如许多人所建议的那样,或者不是在过渡区确实有大量的H 2 O,然后Jacobsen最近进行的实验室试验表明,在地幔向下流出该区域的地区,应该有大量他称之为“部分融化”的水。富硅酸盐熔体是在固体矿物晶体之间的晶界处发生的熔融岩石,可能占岩石体积的约1%“熔化发生是因为水合岩石从过渡带带来,岩石可以容纳大量的H 2 O,向下进入下地幔,岩石不能容纳H 2 O熔化是摆脱不适合下层人体晶体结构的H 2 O的方法他补充说:“雅各布森说:”当一块岩石开始熔化时,无论H 2 O在岩石中结合,都会立即进入熔体。因此,熔体的H 2 O浓度比剩余的固体高很多我们不确定它是怎么回事到了那里也许它从地球历史的早期就被卡在那里,或者它可能不断被板块构造所回收“地震波融化强烈地影响地震波的速度 - 由于地震层传播通过地球层的声波能量波地震或爆炸这是因为坚硬的岩石,如地幔中存在的富含硅酸盐的岩石,很快就会传播地震波。根据Schmandt的说法,如果只是稍微熔化 - 甚至1%或更少 - 在这些晶粒之间加入一块岩石使它变得不那么僵硬,这意味着弹性波的传播速度更慢“我们能够分析来自地震的地震波,以寻找转换过程中地幔中的融化区域,“Schmandt说道”我们在美国发现的东西与在过渡区向下流出区域存在部分熔融是一致的,没有H 2 O的存在,很难解释这些深度的熔化这是一个很好的暗示过渡区H 2 O储层不是空的,即使它只是部分填充,也可能对应于与地球海洋大约相同质量的H 2 O,“他补充说 雅各布森和施曼特希望他们的研究结果发表在6月份的“科学”杂志上,将有助于其他科学家了解地球是如何形成的,以及它目前的成分和内部运作方式,以及确定地幔岩石中有多少水被困“我认为我们终于看到了整个地球水循环的证据,这可能有助于解释我们可居住行星表面的大量液态水科学家几十年来一直在寻找这种缺失的深水,”Jacobsen Mantle Rock说。研究该研究结合了Schmandt对来自USArray的地震数据的分析,这是一个遍布美国的2,000多个地震计的网络,与雅各布森的实验室实验相结合,他在此期间检查了地幔岩石在高压和温度模拟条件下的行为。地球表面以下数英里2004年至2014年间放置在美国阵列中的地震仪的示意图,用于圣路易斯由Schmandt和Jacobsen检测北美地区下地幔顶部的脱水融化图片来源:NSF-Earthscope USArray是Earthscope的一部分,由国家科学基金会赞助的项目Jacobsen的实验在两个能源部用户设施进行,阿贡国家实验室的先进光子源和布鲁克海文国家实验室的国家同步加速器光源作为一个整体,他们的研究结果证明了地球上400英里深处可能发生融化,H 2 O储存在地幔岩石中,如那些含有矿物环状岩石的矿物可能是那些深处的主要矿物.Schmandt解释说,他在对过渡带和下地幔之间的边界进行地震成像后做出了这一发现。他发现了证据表明,在那些“尖锐的过渡区” “就像熔化物存在一样,一些地震能量已从压缩或长效转换而来弯曲波或S波在地幔流下并从过渡带流出的区域中转换的S波的相位表明速度明显低于周围地幔。这一发现表明来自地球表面的水可以通过板块构造驱动到如此大的深度,最终导致地幔深处发现的岩石部分熔化“我们使用了许多地震波转换,看到美国下方的许多区域可能在过渡区域下方有一些融化。下一个步骤是将这些区域与地幔流动模型预测向下流出过渡区的区域进行比较,“Schmandt Ringwoodite Schmandt和Jacobsen的研究结果基于3月份在自然杂志上发现的一项发现,其中科学家发现了一块蓝色矿物在巴西的一座火山深处400英里的地方钻出的一颗钻石中的钻石这块小小的环状钻石 - 我们唯一的样品来自在地球内 - 在矿物中含有大量固体形式的水“这不仅是有史以来第一个陆地环状陨石 - 所有其他天然环状陨石都来自震惊的陨石 - 但是微小的环状陨石也充满了H 2 O约占总重量的15%,“雅各布森说,”这是关于我们在实验室实验中能够投入到最大量的水中的水量“尽管这一发现提供了直径大约700公里的深层地幔水的证据( 434英里深,钻石只采样了地幔的一个点Jacobsen解释说,该文件扩大了搜索范围,询问整个过渡区域内水化的广泛程度。这很重要,因为在大量岩石中存在H 2 O. 410至660公里(255至410英里)的深度将“显着改变我们对地球构成的理解”实验室生长的含水环状岩石,一种橄榄石的高压多晶型物,在地幔深度约520-660 km处稳定。这里所示的环钻含有约1%(重量)的H2O,类似于地震观测中的推断。由施曼特和雅各布森制作图片来源:史蒂夫雅各布森/西北大学“它将使大量地球中已知量的H 2 O增加一倍或三倍 在过渡区,只有1%至2%的H 2 O重量相当于海洋中H 2 O量的2至3倍,“雅各布森大问题展望未来,雅各布森承认仍有一些重大问题,例如,如果过渡区充满了H 2 O,这告诉我们地球水的起源是什么?行星的地幔中是否存在环状陨石,这是地球保留足够的原水形成海洋所必需的?而且,过渡区中的H 2 O如何连接到地表储层?过渡区是否含有大于海洋的H 2 O地球化学储层,以某种方式缓冲地球表面的液态水量? “类比可能是海绵,需要在液态水被支撑在顶部之前填充过去区域的水在地球历史早期通过板块构造添加,或者海洋从地幔中脱气直到表面和内部水库之间达到平衡?“Jacobsen问道,无论哪种方式,这项研究很可能对天体生物学家有很大的兴趣,主要是因为水通常与生物生命的形成密切相关远程地球化学分析可能是一种检测这样的过程发生在宇宙的其他地方,这种分析很可能涉及使用美国宇航局信使号航天器所用类型的伽马射线,中子和X射线光谱仪进行水星的远程地球化学测绘“。难以到达的行星应用我使用的地震成像类型是不切实际所以我的猜测是来自其他行星体的火山岩的地球化学分析我们是测试挥发物是否存储在地球内部的最佳方式,“施曼特出版社说:来源:安德鲁威廉姆斯,天体生物学杂志图片: