地幔能進行熱對流嗎?

雨後冬季


地球的表面是一個非常潮溼的地方,但一項新的研究表明,地幔裡的水比先前認為的要多得多。對馬裡亞納海溝周圍地震活動的觀測顯示,俯衝構造板塊將更多的水拖入地球深處,這可能會改變我們對全球水循環的認識。馬裡亞納海溝最為人所知的是它是地球最深的區域,在其最低點已經落到了近11,000米(36,000英尺)處。

由於溝槽是兩個構造板塊的交匯處 - 位於小馬里亞納板塊和巨大的太平洋板塊之間,隨著兩大板塊組成的海溝年齡越來越大,後者實際上在前者下滑動,這使得大量的海水從裂縫中流入地殼和上地幔。

但它不僅僅只帶來了水的流動,在該深度處的較高溫度和壓力下,水可以作為含水礦物質鎖定在下部板塊的岩石中,然後隨著石板的作用而更深地沉入地幔中。

那麼到底有多少水?

從事該研究的顧問Douglas A. Wiens說:“以前估計的流入水深度超過60英里(97公里)。” “這些計算中不確定性的主要來源是流入水的最上層地幔的初始含水量。”

為了更好地理解,聖路易斯華盛頓大學的研究人員在馬裡亞納海溝周圍的海底部署了一個由19個地震儀組成的網絡,並在附近的馬里亞納群島上有七個陸基地震臺。通過這些儀器,該團隊聆聽了超過一年的地震運動,以進一步瞭解板塊的結構和速度。

該團隊發現該地區的水合岩石延伸到海底以下近32公里(20英里)。以前的研究通過發射來自研究船的氣槍的聲波來對地下結構進行成像,但是這些只能將該距離的一小部分探測出來。

觀測結果表明,在馬裡亞納海溝中,地幔捕獲的水量是以前研究估計的四倍。如果這種趨勢適用於世界上其他類似的地區,那麼深層地幔中的水量可能比我們想象的多三倍。最近發現了鑽石中存在的特種形式的冰,這也是地幔溼潤的證據。

那麼所有的水最終會在哪裡?人們普遍認為,大部分火山爆發通常會在數百英里之外的地方順便將水以水汽形式噴射回地表。但是,該團隊表示,新的研究結果表明,進水的水量遠遠超過了出水量,這可能會讓我們更深入地瞭解我們對全球水循環的理解。

該研究發表在Nature雜誌上。


分享到:


相關文章: