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原始的地球物质这一问题,一直未能得到明确答案。为了解决这个问题,科学家提出了一个新的理论,即“混合对流”模式。这一理论认为,在某些区域,上下两个层可能会进行整体性的混合作用,而在其他地方,则可能仅仅是局部性的分层作用。
最近的一项研究成果进一步支持了这一理论。中国科学院测量与地球物理研究所的倪四道等人发现了660千米界面上的非对称路径散射波震相,这种现象难以解释使用传统的地壳或整个陆壳模型,而更符合“混合对流”的观点。
他们通过分析发现,不同地点660千米界面的小尺度起伏特征,以及410千米界面的光滑性,使得他们能够推断出这两个界面之间存在化学界面。在一些地区,上下的材料似乎没有完全融合,因此也就不存在全面的混合作用。而在其他地方,上下的材料则可能是在一定程度上的融合,从而形成了一种整体性的交互作用。
这项研究成果不仅为我们提供了关于地球内部结构和演化过程的新见解,也为未来探索宇宙中的类似行星提供了解决方案。此外,还有很多未知的问题需要通过数值模拟、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解决,其中包括继续研究在地球内部元素分布、化学异常体结构等方面的问题,以进一步完善我们的知识体系。