科學(xué)家“解密”地球下地幔底部大型結(jié)構(gòu)體成因

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校地球和空間科學(xué)學(xué)院吳忠慶教授課題組與合作者合作，發(fā)現(xiàn)下地幔最大的低速異常體——位于非洲和太平洋板塊底下的大型低剪切波速?。↙LSVPs），可能起源于地球早期巖漿海演化，相關(guān)成果日前在線發(fā)表在國際綜合學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》上。

下地幔是地球內(nèi)部最重要的圈層之一，深度范圍約為660公里—2900公里，其體積和質(zhì)量占比高達(dá)55%和52%，是地球演化的壓艙石。和其他類地行星相比，地球內(nèi)部的板塊可以俯沖至地球深部甚至核幔邊界，將洋殼帶至地幔深部，從而可能導(dǎo)致下地幔形成化學(xué)物質(zhì)不均一性。早前的研究表明，俯沖至下地幔的洋殼物質(zhì)具有明顯不同于周圍地幔的波速和密度，能夠很好地解釋地震學(xué)觀測(cè)到的下地幔小尺度散射體和大尺度高速異常體，但不可能導(dǎo)致LLSVPs的低剪切波速。科研人員通過綜合研究表明，在下地幔發(fā)現(xiàn)的多尺度不一的異常體可能有不同的來源。小尺度散射體和大尺度高速異常體主要來源于俯沖洋殼物質(zhì)，而位于非洲和太平洋板塊底下的LLSVPs很可能是由于早期巖漿演化形成的含三價(jià)鐵布里奇曼石分解成極度富三價(jià)鐵布里奇曼石導(dǎo)致的。

這一研究成果將對(duì)地球深部結(jié)構(gòu)、層圈相互作用和內(nèi)部揮發(fā)分的遷移與作用等方面的研究產(chǎn)生重要影響。