科學家在地球下90公里深處發現了意想不到的現象

编辑者: Tatyana Hurynovich

來自哥廷根大學的國際研究團隊發現,其中一個岩石樣本所經歷的歷程並不符合既有的模型。

這裡說的是來自巴布亞紐幾內亞的榴輝岩。四百萬年前,這塊岩石在隱沒帶中下沉到地表以下超過90公里的深處。

對礦物包裹體的分析顯示:在約45公里深處,岩石已經加熱到約700 °C。這明顯高於現有熱模型所預測的溫度。

在90公里深處,溫度約為800 °C——已處於「冷」隱沒的範圍內。因此,隨著下沉,溫度梯度從出乎意料的高溫轉變為相對低溫。

「發現這種從熱隱沒到冷隱沒的轉變令人意外,因為它與我們目前關於隱沒帶的熱模型相矛盾」,哥廷根地球科學中心的揚·舍尼希博士指出。

淺層深處熱量過剩的可能原因,是板塊之間剪應力造成的額外加熱,或是隱沒帶冷卻時間不足。這兩個因素都可能起了作用。

關於隱沒帶溫度的精確數據,對於理解地震、火山活動以及長期碳循環十分重要。

這項研究的主要結論及其主要「亮點」在於, 科學家首次直觀地證明:構造板塊下沉的過程(隱沒作用)可能隨著深度增加而徹底改變其溫度狀態,而舊有的模型並未考慮到這一點。

為何這改變了遊戲規則(全球性意義)

  • 重新評估過去的構造作用: 如果許多我們視為「冷」隱沒證據的古老岩石,實際上曾經歷過高溫階段,那麼我們對於數百萬年乃至數十億年前板塊構造如何運作的認識,可能並不正確。
  • 災害預測: 隱沒帶的溫度狀態直接影響地震將以何種方式發生(是深源強震還是淺源地震),以及地函將如何熔融、為火山提供補給。
  • 碳循環: 溫度決定有多少碳(以碳酸鹽形式)會下沉到地函深處,又有多少會經由火山返回大氣。這是理解地球長期氣候的關鍵。
    研究結果發表於1年2026月的《Nature Geoscience》期刊。該研究由德國研究基金會(DFG)資助。

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來源

  • Scientists Discover Something Unexpected 90 Kilometers Beneath Earth

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