人類首次對(duì)地幔條件下的鈣鈦礦進(jìn)行測(cè)量

據(jù)英國(guó)《自然》雜志10日在線發(fā)表的一篇地球科學(xué)論文，日本團(tuán)隊(duì)報(bào)告了人類首次對(duì)硅酸鈣鈣鈦礦的基于實(shí)驗(yàn)的測(cè)量。硅酸鈣鈣鈦礦是一種極其重要的地幔礦物，但無(wú)法穩(wěn)定存在于地表。新研究結(jié)果支持一種看法——上地幔底部存在俯沖洋殼區(qū)域，穿過(guò)該區(qū)域的地震波被認(rèn)為會(huì)出現(xiàn)波速異常。

地球內(nèi)部地震波傳播模型與等效實(shí)驗(yàn)測(cè)試之間的差異顯示，上下地幔邊界處(560公里—800公里深處)存在化學(xué)性質(zhì)奇特的物質(zhì)，且該物質(zhì)的主要成分可能是礦物硅酸鈣鈣鈦礦。不過(guò)，此前人類從未對(duì)硅酸鈣鈣鈦礦進(jìn)行過(guò)基于實(shí)驗(yàn)的波速測(cè)量，因?yàn)檫@種測(cè)量，需要在比地表更高的溫度下形成不同的立方結(jié)構(gòu)。

此次，日本愛(ài)媛大學(xué)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造出了立方硅酸鈣鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，并在不同壓強(qiáng)溫度(最高達(dá)上地幔底部等同條件)下對(duì)硅酸鈣鈣鈦礦進(jìn)行了超聲波波速測(cè)量。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，硅酸鈣鈣鈦礦的剛性比理論預(yù)測(cè)的低25%，導(dǎo)致震波會(huì)以低于先前認(rèn)為的速度傳播。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這些研究結(jié)果為下地幔頂部存在洋殼堆積的假說(shuō)提供了重要證據(jù)。洋殼即大洋型地殼，主要由硅鎂層構(gòu)成，以缺失硅鋁層為特征。洋殼和陸殼物質(zhì)的深俯沖命運(yùn)，一直是板塊構(gòu)造和地球動(dòng)力學(xué)研究的永恒話題。此次科學(xué)家對(duì)地幔條件下的鈣鈦礦展開(kāi)的測(cè)量和研究，將幫助人們揭開(kāi)地幔深處的秘密。(張夢(mèng)然)

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