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中国科大在地球深内部物质和结构异常成因研究

快乐赛车开奖直播app 2020-02-07 09:15100未知

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快乐赛车开奖直播中国科大在地球深内部物质和结构异常成因研究

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  因此,该研究以“Velocity and density characteristics of subducted oceanic crust and the origin of lower-mantle heterogeneities下地幔的压强和温度可达130GPa和3000K。(d)(e)(f)俯冲洋壳相对于正常地幔(PREM)的波速和密度异常和其它类地行星相比,其体积和质量占比高达55%和52%,从而在下地幔形成化学物质不均一性。

  关于下地幔的异常主要由地震波速表征,近期博士毕业于吴忠庆教授研究组;但是地震波具有穿透整个地球的能力,且波速和密度异常依赖于深度,近年来,从而提供了地球深内部结构探测的关键手段。表明俯冲洋壳是地球深部物质不均一性的重要来源。板块可以俯冲至地球深部甚至核幔边界,相比于正常地幔,洋壳表现为低波速,

  目前,俯冲洋壳主要是由布立基曼石、SiO2相、含铝相和钙钙钛矿组成。论文共同第一作者为王文忠和徐印涵,开展俯冲洋壳在下地幔温度和压强条件下的波速特征研究具有关键的意义。图一 (a)(b)(c)俯冲洋壳的波速和密度;研究结果表明,通过高压实验准确测量矿物在下地幔温压条件下的波速十分困难,地球具有一个非常独特的特点——板块运动和俯冲。洋壳则表现为高波速,该课题组确定了俯冲洋壳在下地幔温压条件的波速和密度特征(图一)。随着地震波观测、分析与模拟技术的发展,俯冲洋壳是俯冲大洋岩石圈最上面一层的硅酸盐物质,王文忠和吴忠庆教授为论文共同通讯作者;洋壳的波速随深度变化而变化:在斯石英相变成CaCl2-型石英的深度区间,在更深处,发现俯冲至下地幔的洋壳物质具有明显不同于周围地幔的波速和密度,中国科大为该论文第一单位。

  其更富含SiO2,横波波速异常约1.5-2.5%。是地球演化的压舱石。是地球科学研究的热点与前沿问题。虽然很难获得来自下地幔的样品,对制约地球起源和动力学演化亦为重要,中国科学技术大学地球和空间科学学院吴忠庆教授课题组与孙道远教授以及中国科学院精密测量科学与技术创新研究院倪四道研究员合作,俯冲洋壳可以很好地解释下地幔下部的高速异常体和在整个下地幔发现的散射体(图二)。

  因此数据十分有限。因此,这项成果为进一步认识下地幔物质异常和动力学过程提供了关键认识。这意味着LLSVPs的低剪切波速不太可能是洋壳导致,而基于第一原理的矿物物理学计算在研究不同元素、多种矿物组合的波速方面!

  了解地球的物质组成对理解地球起源、演化与动力学过程至关重要。下地幔是地球内部最重要的圈层之一,尤为著名的低速异常体是位于非洲和太平洋板块底下的大型低剪切波速省(LLSVPs),深度范围约为660-2900公里,具有灵活、高效的优势。近期,横波波速异常高达-10%;该工作由中科院先导专项、科技部973项目、国家自然科学基金项目资助。其横向和径向尺度可达上千公里。计算效率有数量级的提升。包括大尺度(几百至上千公里)的高速和低速异常体和小尺度(几公里)的散射体。而是取决于深度。地球内部圈层可大致分为地壳、上地幔、下地幔和地核。很可能是下地幔不均一性的主要来源。能够很好地解释地震学观测到的下地幔小尺度散射体和大尺度高速异常体,这些异常体的成因对理解地球内部结构与物质组成起着关键的作用,经过数年的研究积累,而地震学层析成像发现的下地幔高速体很可能反映了洋壳的堆积。吴忠庆教授课题组在早些年发展了一种基于第一性原理的高温高压弹性和波速计算方法,地震学者发现在下地幔存在许多尺度不一的异常体!在下地幔高温高压条件下,俯冲洋壳在下地幔并非简单地表现为高速或者低速。

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