研究发现30亿年前的地幔温度升高热使地球地壳“年轻化”

研究发现30亿年前的地幔温度升高热使地球地壳“年轻化”为了进一步了解地壳的历史，研究人员对中国西南扬子克拉通花岗岩中的锆石颗粒进行了研究（如显微镜下所示）。图片来源：WeiWang然而，陨石坑是微小锆石颗粒的家园，其中含有多种同位素系统，如铀、铪、氧或铅，为我们提供了一种了解数十亿年前历史的方法。与熔岩或岩浆形成的火成锆石相比，在岩石风化后的沉积物中发现的碎屑锆石能更连续地记录地球的历史。但是，由于碎屑锆石缺乏关于其来源岩石的岩石成因信息，它们可能会人为地暗示古老岩石的年轻年龄和不正确的铪同位素。在一项新的研究中，科学家们重点研究了完整的火成岩锆石。以前的研究表明，在距今约30亿年前从古新纪向中新纪过渡期间，位于碎屑岩和火成岩锆石中的铪同位素比值有所增加。这种增加被认为是地壳年轻化的结果，即较新的岩浆注入较老的地壳岩石。人们普遍认为，岩浆的增加也标志着从不动的地壳和地幔过渡到更加不稳定的板块运动时期。新研究对中国西南西南扬子克拉通花岗岩岩石的火成锆石和其他地球化学性质进行了研究，对这一理论提出了挑战。研究人员认为，这一时代全球范围内发生的地壳年轻化是地幔温度升高的结果，而不是大范围构造活动的结果。通过分析火成岩锆石中的同位素收集到的数据表明，较年轻的岩浆流入现有的大陆地壳，导致地幔岩石熔化，热岩浆在地壳-地幔边界汇集。这些部分熔化的岩浆有的会冷却成花岗岩，如西南扬子克拉通的花岗岩。这一过程可能在大陆地壳的生长过程中发挥了重要作用，并为我们今天所知的地球构造的起源提供了新的可能解释。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429134.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429134.htm

地质学家突破性地发现地球构造板块下隐藏的熔岩层

地质学家突破性地发现地球构造板块下隐藏的熔岩层熔融层位于距地表约100英里的地方，是位于地球构造板块之下的上地幔的一部分。天体层对板块构造学很重要，因为它形成了一个相对柔软的边界，让构造板块在地幔中移动。然而，它之所以柔软的原因并不为人所知。科学家们以前认为，熔融的岩石可能是一个因素。但是这项研究表明，事实上，熔体似乎并没有明显地影响地幔岩石的流动。有助于了解板块构造的结构图，UTAustin杰克逊地球科学学院的研究人员说，他们在天体层检测到了一个全球性的部分熔融层（以斑点红色显示）。资料来源：JunlinHua/UTJackson地质科学学院"当我们想到某样东西在融化时，我们直观地认为融化物一定对材料的粘度起了很大作用，"领导这项研究的UT杰克逊地质科学学院的博士后JunlinHua说。"但我们发现的是，即使在熔体部分相当高的地方，它对地幔流动的影响也非常小。"根据华在布朗大学当研究生时开始的研究，地幔中的热量和岩石的对流是对板块运动的主要影响。尽管地球的内部大部分是固体，但在很长一段时间内，岩石可以像蜂蜜一样移动和流动。共同作者、杰克逊学院的教授ThorstenBecker说，了解到显示熔融层对板块构造没有影响意味着地球的计算机模型少了一个棘手的变量。贝克尔说："我们不能排除当地的熔体并不重要，但我认为它促使我们把这些对熔体的观察看作是地球上正在发生的事情的一个标志，而不一定是对任何事情的积极贡献。"他在杰克逊学校的德克萨斯大学地球物理研究所设计地球的地球动力学模型。Hua在博士研究期间研究土耳其地下地幔的地震图像时，产生了寻找地球内部新层的想法。由于对地壳下部分熔化岩石的迹象感到好奇，他汇编了来自其他地震台的类似图像，直到他有了一张全球天体层的地图。他和其他人认为的异常现象实际上在世界各地都很常见，在天体层最热的地方都出现了地震读数。接下来的惊喜是，当他将他的熔融地图与构造运动的地震测量进行比较时，发现没有任何关联，尽管熔融层几乎涵盖了半个地球。"这项工作很重要，因为了解天体层的特性和它的弱点的起源是了解板块构造的基础，"共同作者KarenFischer说，他是布朗大学的地震学家和教授。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343007.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343007.htm

隐藏的深渊 揭开Theia在地球内部的神秘遗迹

隐藏的深渊揭开Theia在地球内部的神秘遗迹数十亿年前忒伊亚与地球相撞的艺术印象。图片来源：HongpingDeng和杭州球体工作室科学家将太阳系的诞生时间定为大约45.7亿年前。大约6000万年后，幼年地球与一个火星大小的天体"忒伊亚"发生了"巨大撞击"，产生了月球。现在，发表在《自然》（Nature）上的最新研究表明，与年轻地球相撞形成月球的大型天体的残骸仍可在地球深处辨认出，即两个大肿块。这些肿块约占地球地幔体积的8%，地幔是地球铁核和地壳之间的岩石区。亚利桑那州立大学和加州理工学院的QianYuan领导的这项新研究认为，这种碰撞产生的热量不足以熔化整个地幔，因此最内层的地幔仍然是固体。忒伊亚与地球碰撞形成月球的高分辨率计算机模拟图研究人员说，因此，忒伊亚熔化的地幔并没有完全与地球的地幔混合。这样一来，忒伊亚残留物与地球地幔整体上就无法区分了。相反，大量的忒伊亚地幔最终变成了两个大陆大小的肿块，现在位于地核-地幔边界之上。Yuan认为，这些肿块与几十年前发现的两个大型低速带（LLVPs）相对应，并且可以解释这两个低速带的存在：一个位于太平洋下方，另一个位于非洲和东大西洋下方。这一发现归功于人们的观察，即地震产生的振动（即地震波）穿过这些区域的速度比穿过"正常"下地幔的速度稍慢。地球内部地层。资料来源：美国国家航空航天局以往对低地幔层的解释包括：每一层都是大洋板块俯冲的深层堆积（板块构造将洋底拖到大陆下方）。或者它们是异常炽热的下地幔开始以"超级岩浆柱"（部分熔融岩石的巨大喷流）的形式上升的地方。然而，这两种模型都无法解释低地幔层上的海洋岛屿喷发的熔岩中氦和氙等挥发性元素的奇特富集现象。Yuan认为，这些都是忒伊亚在与地球碰撞之前在年轻太阳周围的气体和尘埃中生长的"指纹"。团队运行的计算机模型表明，形成月球的巨大撞击不会产生足够的能量来熔化整个地幔。相反，忒伊亚地幔熔化后的残留物（含铁量略高于地球地幔，因此密度比地球地幔大）最终被放置在了撞击形成的临时岩浆海洋的底部。后来，在岩浆海凝固后，忒伊亚的物质被对流卷入地球地幔的下部，即使在固体地幔中，对流的流速也达到了每年几厘米。这些对流可能花了数十亿年的时间才把忒伊亚物质堆积成我们今天看到的低地壳。即使这是真的，也不应该把它们看作是在撞击中幸存下来的大块忒伊亚地幔。相反，它们是由最初分散的忒伊亚地幔物质重新聚集而成的。加州理工学院的研究团队通过计算机模拟对此进行了解释说到这个理论，大多数科学家都需要大量的说服工作。钱元预测，如果他的假设是正确的，那么未来任务收集到的月球地幔样本将与低地壳火山岩中发现的地球化学指纹相吻合。我认为这个证明还需要很长时间。Yuan的模型似乎没有提到忒伊亚核心的命运，科学家们通常认为忒伊亚的内核在碰撞后的几小时内与地球的内核合并了。目前还不清楚如果地球地幔的下半部分仍然是固态的，这又是如何发生的。另一方面，忒伊亚的撞击发生在地球本身形成（可能是由一系列单独的撞击形成）之后不久，地球内部在这些事件之后可能仍然是高温熔融的。这一模型的影响值得深思。首先，忒伊亚地幔物质缓慢地堆积到低纬度地区会对高处的板块构造模式产生任何影响吗？如果忒伊亚没有在45亿年前撞击原地球，我们今天可能就不会有大西洋。作者：戴维-罗瑟里（DavidRothery），开放大学行星地球科学教授。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400009.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1400009.htm

像重装甲一样的地壳 - 新研究揭示了火星的独特结构

像重装甲一样的地壳-新研究揭示了火星的独特结构苏黎世联邦理工学院的火星地震服务中心于2022年5月检测到地球以外天体上有史以来最强烈的火星地震。这一事件的震级约为4.6级，通过作为NASA洞察号火星任务一部分部署的地震仪在火星表面记录下来。“这次火星地震发出了沿着火星表面传播的强烈地震波，”苏黎世联邦理工学院地球物理研究所的地震学家DoyeonKim说。经过三年多的日常监测，随着InSight地震仪功率水平的下降，研究人员获得了一次大规模火星地震的数据。从这次大型火星地震中观测到的表面波不仅从地震源传播到测量站，而且还继续绕着整个行星传播了几次。这些数据不仅提供了有关火星特定区域的信息，还提供了火星的全球视图。地震学家、刚刚发表在《地球物理研究快报》杂志上的一项研究的主要作者说：“从这次地震中，我们观察到了围绕火星旋转三圈的表面波，这是整个洞察号任务期间记录的最大地震。”为了获得有关波穿过的结构的信息，研究人员测量了这些波在不同频率下传播的速度。火星表面的地形图（左）和地壳厚度的表示（右）。图片来源：MOLA科学团队/DoyeonKim，苏黎世联邦理工学院这些地震速度提供了对不同深度的内部结构的洞察。此前，观测到的两次大型陨石撞击产生的表面波也使得沿着其特定传播路径的区域发现成为可能。“现在，我们有了代表全球结构的地震观测数据，”金说。将新获得的结果与火星重力和地形的现有数据相结合，研究人员能够确定火星地壳的厚度。平均长度为42至56公里（26-35英里）。平均而言，伊西迪斯冲击盆地的地壳最薄，约为10公里（6英里），而塔尔西斯省的地壳最厚，约为90公里（56英里）。从这个角度来看，地震数据表明，地壳的平均厚度为21至27公里（13–17英里），而阿波罗任务地震仪测定的月球地壳平均厚度为34至43公里。“这意味着火星地壳比地球或月球的地壳厚得多，一般来说，太阳系中较小的行星体比较大的行星体具有更厚的地壳。”金解释说：“我们很幸运能够观察到这次地震。在地球上，我们很难使用与火星上发生的相同震级的地震来确定地壳的厚度。虽然火星比地球小，但它传输地震能量的效率更高。”这项研究最重要的结果之一涉及火星北半球和南半球之间的差异。自从望远镜出现以来，人们就观察到了这种对比。它在火星卫星的图像中尤其明显。火星的北半球由平坦的低地组成，而南半球则有高原。北部低地和南部高地之间的划分被称为火星二分法。“人们可能认为这种差异可以用两种不同的岩石成分来解释，”金说：“一种岩石比另一种更致密。”虽然南北的成分可能相同，但地壳的厚度却有所不同。如果南部地壳较厚，则其下方的火星地幔物质密度较低，而北部地壳较薄，则这种致密、较重的物质较多。研究人员究竟能够证明什么？他们写道：“根据地震观测和重力数据，我们表明北部低地和南部高地的地壳密度相似。相比之下，南半球的地壳比北半球的地壳延伸得更深。”金说：“这一发现非常令人兴奋，它结束了关于火星地壳起源和结构的长期科学讨论。去年对陨石撞击火星的分析已经提供了证据，证明南北地壳是由相同的材料构成的。”从厚厚的火星地壳中也可以得出进一步的结论。“我们的研究提供了地球如何产生热量并解释了火星的热历史，”金说。当今火星内部产生的主要热量来源是钍、铀和钾等放射性元素衰变的结果。研究发现，50%至70%的产热元素存在于火星地壳中。这种高积累可以解释为什么下面的局部区域今天可能仍在发生熔化过程。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371757.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1371757.htm

研究发现一个古老的结构围绕着地球的核心

研究发现一个古老的结构围绕着地球的核心这是一个出乎意料的发现，可以为我们星球的中心提供更多的信息，而这正是科学家们数百年来一直试图更好地了解的东西。参与这项研究的研究人员使用了埋在南极洲冰层中的15个不同的监测站来推动绘图。显示岩石运动和地震波调查位置的地图。图片来源：汉森等人，《科学进展》，2023年这些监测站在地震波穿过地面时对其进行检测。通过研究这些地震波如何在地心移动，我们可以探测到我们脚下的结构和事物的组成。我们需要了解我们脚下的东西，因为这一切都对我们星球的未来和它的磁场如何运作起着作用--它负责保护地球免受太阳辐射的影响。因此，这些类型的研究对于进一步了解我们的情况至关重要。监测站收集的测量结果显示，围绕地球核心的古老结构有山谷和山脉，因为材料的厚度在不同的地方有所不同。科学家们认为，这种结构可能是位于我们星球表面之下的古代洋底的残余物。当然，科学家们说，通过监测地震波，很难对发现的岩石和材料作出假设。因此，他们并不排除其他可能性。但是，就目前而言，各种迹象表明，一个古老的结构的遗迹，可能是一个洋底，围绕着地球的核心。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354283.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354283.htm

最新地球地壳演化研究结论与既定理论相矛盾

最新地球地壳演化研究结论与既定理论相矛盾宾夕法尼亚州立大学领导的一项研究揭示，数十亿年来，地壳一直在持续缓慢的再演变过程，而不是在大约30亿年前迅速放缓其增长速度。研究人员说，这一新发现与现有理论相矛盾，现有理论认为地壳板块在地球历史早期迅速形成。这项研究最近发表在《地球化学展望通讯》（GeochemicalPerspectivesLetters）杂志上。主要作者、地球科学助理教授杰西-雷明克（JesseReimink）说，这项工作可能有助于回答有关我们地球的一个基本问题，并可能为其他行星的形成提供线索。Reimink说："主流理论指出，大约30亿年前是一个拐点，这意味着在板块突然转向之前，我们的地球是一个停滞的盖层行星，没有构造活动。我们已经证明事实并非如此。"为了描绘地壳的形成过程（或地壳生长曲线），研究人员利用了地球岩石记录数据库中的60多万个样本。包括宾夕法尼亚州立大学在内的全球研究人员对记录中的每个岩石样本进行了分析，以确定地球化学含量和年龄。研究人员之所以选择岩石记录而不是矿物样本，是因为岩石记录在这些时间尺度上更为敏感，不易出现偏差。宾夕法尼亚州立大学地球科学助理教授杰西-雷明克（JesseReimink）领导的研究表明，地壳在数十亿年中一直在缓慢地进行再加工，而不是在大约30亿年前迅速放缓其增长速度。雷明克说，这项工作与现有的理论相矛盾，现有理论认为在地球历史的早期，构造板块迅速形成。图片来源：杰西-莱明克提供研究人员知道矿物记录的可靠性会随着时间的推移而降低，因此他们利用岩石记录重新绘制了地壳增长曲线。为此，他们开发了一种独特的方法来确定可追溯到数百万年前的火成岩是如何随着时间的推移被重新加工和改造的：通过实验证明同一块岩石是如何随着时间的推移发生不同变化的。岩石可以通过多种方式被改造，比如风化成沉积物或在地幔中被重熔，因此研究人员利用这些实验数据为新型数学工具提供信息，这些工具能够分析岩石记录并计算出样本变化的差异。Reimink说："我们通过观察火成岩的成分，以一种新的方式计算出沉积物的比例，从而计算出发生了多少再加工。"他们利用这些计算来校准岩石记录中的再加工。然后，研究人员利用对岩石再加工方式的新理解，计算出了地壳增长曲线。他们将新计算出的曲线与其他专家从矿物记录中收集到的增长速度进行了比较。Reimink和他的团队的工作表明，地壳沿着地幔（地壳所处的地幔层）的轨迹运行，这表明两者之间存在关联。这并不是地球科学家第一次提出地壳生长更渐进的观点；然而，这是第一次用岩石记录来支持这一观点。他说："我们的地壳增长曲线与地幔的增长记录相吻合，因此这两个信号似乎在某种程度上重叠了，而在使用矿物记录来创建地壳增长曲线时，这两个信号并没有重叠。"这项研究提高了研究人员的认识，但它并不是地壳生长研究的全部。数据点实在太少，不足以说明地壳的广阔时空。不过，进一步分析现有的数据点可能有助于为其他行星的研究提供信息。例如，金星没有构造板块，可能是早期地球的现代范例。"地球和金星什么时候变得不一样了？"Reimink问道。"它们为什么会变得不同？地壳的生长速度对此有很大的影响。它告诉我们行星是如何在不同的轨迹上进化的，是什么和为什么"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386817.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386817.htm