钻石让我们一窥地球是如何循环利用的

钻石中发现的微小矿物让我们得以一睹地球最深处的秘密。这个令人兴奋的新研究是由一组科学家,由布里斯托大学《自然》杂志今天(7月30日)报道了这一消息。

海洋下面的地壳不断地在海洋中央的洋中脊形成。在那里,来自地幔(地壳下面的一层)的岩浆被注入分离的构造板块之间,将它们分开。在每个板块的远端,古老的海洋地壳最终会通过俯冲带的地幔重新循环,俯冲带是深埋在大陆下面的巨大海沟。

布里斯托尔大学地球科学系的迈克尔·沃尔特博士是这篇论文的主要作者,他说:“俯冲洋壳到底发生了什么欧洲杯线上买球是地球科学中一个长期存在的问题。俯冲板块的地震成像提供了强有力的证据,证明它可以被带到很深的地方,甚至可能到达地球表面以下2900公里的地核-地幔边界。在那里,它可以在一个类似地壳墓地的地方存在数十亿年。然而,它的最终命运仍不确定。”

沃尔特博士补充说:“还有强有力的地球化学证据表明,在地幔中炖了很长一段时间后,比如10亿年左右,海洋地壳获得了一种同位素‘调味剂’,这与周围的地幔非常不同。如果这个地壳以某种方式进入了正在融化的地幔区域,新的岩浆就会泄露出古代海洋地壳的‘气味’。”

但海洋地壳究竟是如何将其独特的特征转化为岩浆的,仍然存在许多问题。固体地壳会在地幔中漂浮,形成一种大理石蛋糕,然后被熔化吗?或者地壳在地幔深处熔化,并与地幔岩石发生反应,形成某种混合源岩?

考虑到这些岩石所处的深度,这两种可能性似乎都不太可能发生,因为在那样的深度,压力太高,岩石无法熔化。然而,研究小组从钻石中的微小矿物包裹体中发现了证据,表明海洋地壳可以在地幔深处熔化,并以这种方式将其味道注入周围的地幔岩石。

在海底喷发的岩石(玄武岩)大部分时间(数亿年)都暴露在海水中。因此,它的一部分与海水反应形成碳酸盐矿物。研究小组推测,海洋地壳中这些矿物质的存在,会将其熔点降低到远低于周围地幔的温度。

虽然海洋地壳中碳酸盐不多,所以只能形成少量的熔体,但这种少量的熔体中会装载着具有地壳化学特征的元素。随后,包含这些小型碳酸盐熔体(碳酸岩)的地幔岩石的熔化会产生同样带有地壳特征的岩浆。但如何证明这一点呢?

钻石需要高压才能形成。因此,它们提供了地球内部深处的线索,远远超出了可以通过钻探直接到达的深度。当富含碳酸盐的液体通过地幔上升时,钻石在上升过程中结晶,在其他矿物(包裹体)形成时捕获它们。因此,研究小组研究了来自巴西Juina地区的钻石,该地区以出产钻石和来自深地幔的包裹体而闻名。

在进行了大量的实验、测量和计算之后,研究人员能够证明,钻石和它们的包体确实是由地幔中非常小程度的碳酸盐岩熔化而成的结晶。此外,他们推测,这些熔化物可能遍布整个地幔,并可能在很长一段时间内一直在地幔岩石上留下地壳“印记”。

有关钻石,点击在这里

告诉我们你的想法

你有评论,更新或任何你想添加到这个新闻故事吗?

离开你的反馈
提交