英国莱斯特大学科学家提出地幔对流新模式

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	英国莱斯特大学科学家提出地幔对流新模式
	刘文浩
	2017-06-01
所属快报	地球科学快报
出版年	2017
期	11
语种	中文
领域	地球科学
栏目	地学仪器设备与技术
中文关键词	英国莱斯特大学 ; 科学家 ; 地幔对流
中文摘要	2017年5月12日，Nature刊发英国莱斯特大学地幔及其化学组成的最新研究成果（题为Whole-mantle convection with tectonic plates preserves long-term global patterns of upper mantle geochemistry），其推翻了关于地球内部地幔如何对流、搅动及其划分的传统认识，发现地幔内部存在两个互相独立的循环区，地幔物质也不会发生混合。基于全新的3D球面数值模型，首次解释了20世纪80年代末的第一次地幔深部观测结果所蕴含的未解之谜。
情报分析_信息来源性质	期刊
情报分析_信息来源期刊	Nature
情报分析_信息来源国家	英国
情报分析_信息类别	前沿研究进展
情报分析_研究主题	发现地幔内部存在两个互相独立的循环区
情报分析_研究内容	板块构造中，地球内部的演化由地幔的缓慢对流过程控制。上地幔的全球尺度地球化学差异也是已知的，但是，在地幔对流期间如何维持这些差异并没有得到充分研究。英国莱斯特大学的最新研究表明，地幔并没有像传统认识中那样流动，而是被划分成两个非常大的区域，且只在内部对流，同时也不会发生混合。这两个区域一个位于太平洋之下，而另外一个与之完全没有联系。研究认为，上地幔物质在到达俯冲带的时候，会流到地幔较低的地方。板块俯冲构造有效避免了地幔物质在全球范围内的混合，并保证了两个独立的地幔区域。研究人员表示，地球这种独一无二的板块构造过程对于地球内部活动至关重要。研究发现，在一个位置（如印度洋）的下地幔向下循环到核—幔边界（CMB），然后通过大规模的对流之后约在100万年之后重新回到起始位置。基于这一认识，研究人员建立了上升对流运动模型。该模型适合全球同位素数据，并且可以揭示诸如DUPAL异常和印度洋、太平洋洋壳之间长期存在的差异。此外，基于过去板块运动和Hf-Nd同位素数据证据，研究人员推测这种地幔对流过程可能是5.5亿年前板块构造开始之后就已经存在。研究人员将3D球面数值模型与过去2亿年来地球板块运移过程进行了耦合，利用置于模拟地幔不同深度的数学示踪粒子，监测了模型中颗粒流动的位置，重新分析了过去海洋盆地的相关地球化学同位素证据，从而实现了对过去上地幔组成的良好对比。此外，研究人员还比较了那些已经消失的前海洋盆地与后来在同一地区形成盆地的组成是否相同。研究人员称，这项新的研究建立了一个强大而令人信服的模型来揭示海底地壳的化学差异，最终的成果也改变了人们对地球内部如何对流、搅动以及划分的传统理解，并解释了早期观测的关键数据。
原文题名	Whole-mantle convection with tectonic plates preserves long-term global patterns of upper mantle geochemistry
原文链接	查看原文
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/180530
专题	地球科学
推荐引用方式 GB/T 7714	刘文浩. 英国莱斯特大学科学家提出地幔对流新模式. 2017.