科学家探测到隐藏在地球构造板块下的熔融岩层

科学家们在地壳下发现了一层新的部分熔融岩石，这可能有助于解决关于构造板块如何移动的长期争论。

研究人员此前已经发现了类似深度的熔体斑块。但由德克萨斯大学奥斯汀分校领导的一项新研究首次揭示了该层的全球范围及其在板块构造中的部分。

该研究于 6 年 2023 月 <> 日发表在《自然地球科学》杂志上。

熔融层距离地表约100英里，是软流圈的一部分，软流圈位于上地幔的地球构造板块下方。软流圈对板块构造很重要，因为它形成了一个相对柔软的边界，让构造板块穿过地幔。

然而，它柔软的原因尚不清楚。科学家以前认为熔融岩石可能是一个因素。但这项研究表明，事实上，融化似乎并没有显着影响地幔岩石的流动。

“当我们想到熔化的东西时，我们直觉地认为熔化必须在材料的粘度中发挥重要作用，”领导这项研究的UT杰克逊地球科学学院博士后Junlin Hua说。“但我们发现，即使熔体分数相当高，它对地幔流动的影响也非常小。

根据华在布朗大学读研究生时开始的研究，地幔中的热量和岩石的对流是板块运动的主要影响。虽然地球内部基本上是固体，但随着时间的推移，岩石可以像蜂蜜一样移动和流动。

表明熔融层对板块构造没有影响意味着地球计算机模型的棘手变量少了一个，共同作者，杰克逊学院教授Thorsten Becker说。

“我们不能排除局部融化无关紧要，”贝克尔说，他在杰克逊学院德克萨斯大学地球物理研究所设计地球动力学模型。“但我认为这促使我们将这些对融化的观察视为地球上正在发生的事情的标志，而不一定是对任何事情的积极贡献。

在地球内部寻找新层的想法来自华，当时他在博士研究期间研究土耳其地下地幔的地震图像。

由于对地壳下部分熔融岩石的迹象很感兴趣，华从其他地震台站收集了类似的图像，直到他有了全球软流圈地图。他和其他人认为的异常现象实际上在世界各地是司空见惯的，出现在软流圈最热的地方的地震读数上。

下一个惊喜是，当他将他的熔体图与构造运动的地震测量结果进行比较时，发现没有相关性，尽管熔融层几乎覆盖了地球的一半。

“这项工作很重要，因为了解软流圈的特性以及为什么它很弱的起源是理解板块构造的基础，”共同作者Karen Fischer说，他是布朗大学的地震学家和教授，他是华的博士导师。

该研究由国家科学基金会资助。合作机构包括德克萨斯大学奥登计算工程与科学研究所和康奈尔大学。