科技日报地幔混合对流模式研究获得实证支持

科技日报:新证据支持地幔混合对流模式,揭示地球深部秘密

科学家们一直致力于揭示地球内部的奥秘。近日,中国科学院测量与地球物理研究所的研究人员发现了地幔混合对流的重要证据,这为我们理解地球深部运动提供了新的线索。

地幔是地球内部的一个圈层,它分为上地幔和下地幔两部分。上地幔下沉并到达地幔深处,而下地幔则热注上涌到达表面。这一过程被认为是板块运动的主要驱动机制,但长期以来关于这一过程存在争议。

早期科学家认为,只有上地幖参与全面的混合对流。但随着更多的地质数据积累,这一观点逐渐改变。90年代末,科学家基本确认俯冲板块可以进入下地幖,并且不排除在某些区域存在全面的混合对流模式。

然而,对于为什么在地核中仍然保留有几十亿年前原始的地壳物质,学者们持不同意见。为了解决这一问题,一种新的理论——混合对流模式出现了。这一理论提出在某些区域,上下两层可能没有发生完全的混合作用,而是在局部发生有限度的交换。

最近的一项研究首次发现非对称路径660千米间断面散射波震相,这种现象难以用传统的模型解释,而支持了混合对流模式。在这个过程中,660千米界面显示出小尺度起伏特征,这说明在一些地方,上下两层之间可能还有化学界面,有的地方整体进行了混合作用。

这些研究成果为我们理解更复杂的地球结构提供了一定的视角,同时也提出了许多未解之谜,比如元素分布、化学异常体结构等问题还存有争议。此外,还需要通过数值模拟、实验室物理模拟、高温高压实验测量矿物岩石等多种方法来进一步探究地球内部运动的情况。

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