地球下面的奇怪的斑点可能是古代岩浆海洋的残余物

 作者:翟撬     |      日期:2017-03-29 01:02:24
地球地幔深处的神秘斑点可能是从古代岩浆海洋中沉淀出来的矿物质,这些岩石在碰撞中形成了月球这些被称为超低速区的斑点位于地幔深处,靠近地球的核心它们之所以被人知道只是因为当地震的地震波穿过它们时,波浪会急剧减缓这表明斑点在某种程度上与地幔的其他部分不同,但没有人知道如何现在,新的研究表明,这些斑点可能是富含氧化铁的矿物,称为magnesiowüstite如果是这样的话,它们的存在将暗示一个可能存在于45亿年前的前岩浆海洋,当时一大块太空岩石撞向地球,将成为月球的物质分离出来,并可能融化了大部分地球 [在照片中:隐藏在地球表面下方的含水海洋]“如果能够确定这些斑块确实含有一定量的镁质,这表明有一个岩浆海洋,并以这种方式结晶,富含铁的氧化物沉淀出来加州理工学院矿物物理学教授,研究负责人詹尼弗杰克逊说,他沉到了地幔底部杰克逊告诉Live Science,地幔的厚度大约为1,800英里(2,900公里),超低速区距离不到一英里到62英里(100公里)厚它们减缓了穿过它们的地震波从30%到50%的速度直接研究这些奇怪的斑点是不可能的,所以杰克逊和她的同事们必须模仿地球表面深层地幔的压力为了确定矿物质镁合金是否具有在超低速区域中看到的那种性质,研究人员采集了一小部分矿物样品,将其放入压力室并用一对钻石砧挤压它整个加压装置足够小以适合手掌杰克逊说:“有时候我会说我在口袋里扛着核心地幔的边界压力”研究人员用不同角度的X射线轰击样品,然后测量X射线离开样品时的能量,寻找与矿物晶体结构的相互作用如何改变它们他们发现高压会改变一切杰克逊说,在大气压力下,无论在水晶中穿过什么方向,离开镁质样品的波浪都是一样的 [照片:世界上最奇怪的地质构造]然而,在核心地幔的边界压力下,波浪的传播方向很重要根据通过晶体的方式,通过晶体的波的速度可能有高达60%的差异杰克逊说,穿过矿物的横波在一个方向上以每秒1.8英里/秒(3公里/秒)的速度移动,在另一个方向上以每秒3.1英里/秒(5公里/秒)的速度移动她说,在大气压力下沿着晶体结构边缘的最快波浪行进方向是波浪在地幔压力下的最慢行进方向核心 - 地幔压力下最快的行进方向是实验室中晶体的表面波的移动方式取决于方向和晶体结构的这些差异被称为各向异性这对真正的地幔意味着什么杰克逊说,那里也发现了各向异性没有人真的想看看超低速区是否有它们,但有理由认为它们可能如果冷却 - 岩浆 - 海洋理论是真的并且在地幔深处有镁质岩石,那么它可以被推挤,压扁并通过在俯冲过程中被推入地幔深处的大陆地壳碎片推向各向异性构造 (俯冲就是当一块地壳推到另一块地下并潜入地幔时,正如今天沿加利福尼亚海岸发生的那样)“如果我们能够找到它,那么建议古代板块俯冲与之相互作用将是非常好的证据超低速区含有这种富含铁的氧化物,“杰克逊说现在,杰克逊希望与地震学家合作,看看进入超低速区域的地震波是否会根据行进方向的不同而不同如果他们这样做,它将进一步支持magnesiowüstite假设 “这种矿物的存在,由板块形成,可以让我们洞察地球的岩浆海洋及其结晶,”杰克逊说研究人员于5月在“地球物理研究杂志: