從太空俯瞰地球,,可以看到蔚藍(lán)的大海覆蓋了大半個(gè)地球。整個(gè)地球表面海洋的水量是十分驚人的,,大約有13.7億立方公里,。 就我們?nèi)祟?lèi)目前已經(jīng)探測(cè)到的,全世界所有海洋的平均深度大約是3700多米,,其中最深的莫過(guò)于馬里亞納海溝,,大約是11000多米深。 有一個(gè)問(wèn)題,不知讀者們想過(guò)沒(méi)有:海水會(huì)不會(huì)漏到海底下面,?就像雨水浸入巖石一樣,。 根據(jù)法蘭克福歌德大學(xué)地球科學(xué)研究所的一項(xiàng)國(guó)際研究,研究人員發(fā)現(xiàn)地球上地幔和下地幔之間的過(guò)渡帶其實(shí)含有大量的水,,而且這些水竟是來(lái)自地球表面海洋,。 怎么發(fā)現(xiàn)的?原來(lái)是通過(guò)鉆石,。 德國(guó)-意大利-美國(guó)研究小組使用包括拉曼光譜和 FTIR 光譜在內(nèi)的技術(shù)分析了在地球表面以下 660 公里處形成的稀有鉆石,。該研究證實(shí)了長(zhǎng)期以來(lái)的一種理論,即海水伴隨著俯沖板片進(jìn)入過(guò)渡帶,。這意味著我們星球的水循環(huán)包括地球內(nèi)部,。 橄欖石 過(guò)渡帶(transition zone,,TZ)是對(duì)分隔地球上地幔和下地幔的邊界層的名稱(chēng)。它位于410至660公里的深度,。TZ 中高達(dá) 23,000 巴的巨大壓力導(dǎo)致橄欖石(占地球上地幔的 70%,,也稱(chēng)為橄欖石)改變其晶體結(jié)構(gòu),成為更致密的礦物,。 “這些礦物轉(zhuǎn)變極大地阻礙了地幔中巖石的運(yùn)動(dòng),,”法蘭克福歌德大學(xué)地球科學(xué)研究所的 Frank Brenker 教授解釋說(shuō),。“俯沖板塊通常很難突破整個(gè)過(guò)渡帶,。因此,,在歐洲下方的這個(gè)區(qū)域中,有一個(gè)完整的此類(lèi)板塊墓地,?!?/p> 研究小組分析了一顆來(lái)自非洲博茨瓦納的鉆石,。它形成于 660 公里深處,就在過(guò)渡帶和下地幔之間的交界處,,那里的林伍德巖是主要礦物,。這個(gè)地區(qū)的鉆石非常稀有,即使在超深產(chǎn)地的稀有鉆石中,,也只占鉆石的1%。 此外,,研究小組確定了鉆石的化學(xué)成分,,發(fā)現(xiàn)它幾乎與世界上任何地方玄武巖中發(fā)現(xiàn)的幾乎所有地幔巖石碎片完全相同。這表明這塊鉆石肯定來(lái)自地幔的正常部分,。 分析表明,,這塊鉆石含有大量的菱鎂石內(nèi)含物——這些內(nèi)含物的含水量很高,。 “在這項(xiàng)研究中,我們已經(jīng)證明過(guò)渡帶不是干海綿,,而是含有大量的水,,不同之處在于那里沒(méi)有海洋,而是含水巖石,,但它既不會(huì)讓人感到潮濕,,也不會(huì)滴水。 密集的礦物 wadsleyite 和 ringwoodite 可以(與較小深度的橄欖石不同)儲(chǔ)存大量的水——事實(shí)上如此之大,,以至于過(guò)渡帶理論上能夠吸收我們海洋中六倍的水量,。 過(guò)渡帶的高含水量對(duì)地球內(nèi)部的動(dòng)態(tài)狀況產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。例如,,在來(lái)自下方的熱地幔羽流中可以看到,,這些羽流卡在過(guò)渡帶中。在那里,,它們加熱了富含水的過(guò)渡帶,,進(jìn)而導(dǎo)致形成新的較小的地幔柱,吸收過(guò)渡帶中儲(chǔ)存的水,。 如果這些較小的富含水的地幔柱現(xiàn)在進(jìn)一步向上遷移并突破邊界到達(dá)上地幔,,則會(huì)發(fā)生以下情況:地幔柱中所含的水被釋放,,從而降低了新興物質(zhì)的熔點(diǎn)。因此,,它會(huì)立即融化,,而不是像通常發(fā)生的那樣,,在它到達(dá)表面之前才融化。 結(jié)果就是導(dǎo)致地幔這部分的巖體總體上不再那么強(qiáng)硬,,這使得運(yùn)動(dòng)更具活力,。過(guò)渡區(qū)原本是那里的動(dòng)態(tài)障礙,突然成為全球物質(zhì)循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力,。 感謝關(guān)注,! |
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