科学家曾推测,碳循环可能深入到地球的内部,但一直没有证据支持这一观点。据美国物理学家组织网9月15日报道,最近,美国卡内基研究院的研究人员对来自地表以下700公里深处地幔层的钻石进行了分析,发现其包含的杂质成分与海洋底壳一致,为碳循环深及地表以下数百公里提供了第一个直接证据。论文发表在9月15日的《科学快递》网络版上。
该研究由前卡内基研究院博士后、英国布里斯托尔大学教授迈克尔·沃特领导。他们对6块来自巴西捷那地区的钻石中的包裹体进行分析后发现,其所含物质最初是一种单一的矿物结晶,形成于地表435英里(700公里)以下,随后在地幔中以羽流形式携运上升,随着金伯利岩喷发到地表,再次结晶到多种矿物中。
包裹体是夹杂在钻石中的杂质。对宝石学家来说是杂质,但对地质学家而言就像琥珀中的昆虫,能揭示地球深处的秘密。地幔厚度从地表以下10公里到2900公里是地球中最厚的一层,人类几乎无法触及。大部分钻石都是包含在地球深处的岩石中,但很少超过200公里。然而研究人员也发现,有少量深层钻石位于上下地幔对流的地方和二者的过渡带。在上地幔和过渡带的钻石包裹体中,其成分和表层岩石相同,但迄今未发现下地幔钻石有这种迹象。
研究小组对钻石中的碳原子进行了分析,发现其中4个钻石都含有少量的碳-13,这种情况在下地幔是不可能出现的,和起源于地球表面的大洋底壳一致,表明其起源于海洋底壳层,随后运动到下地幔。该发现也是第一个洋底板块沉积下降到下幔层的直接证据,洋底板块中包含的碳也会在地表和地下几百英里处循环。
论文合著者、卡内基研究院的斯蒂芬·雪利说:“通常情况,来自玄武岩(由地表火山熔岩冷却形成)中的碳原子和来自下地幔的碳不同,我们分析了钻石碳原子中碳同位素的变化,其中含有较少碳-13,这和转换海洋底壳中发现的有机成分更相似。这一发现令人震惊,我们通过最少量的矿物质揭示出了地幔层的大规模运动。”
准确而定量地描述碳排放、气候变化与地质碳汇之间的互馈关系,是地球科学领域的前沿问题,也是制定碳中和战略目标的关键科学基础。然而,目前关于气候变化背景下的地球系统碳循环过程与机理的认识仍存在较大的不确定......
在大堡礁,海洋温度上升导致大规模珊瑚礁白化事件。图片来源:《新科学家》网站【今日视点】◎记者张佳欣明年今日,我们可能仍住在与此时此刻同样的房子里,开着同样的车,做着同样的工作。英国《新科学家》网站6月......
北京益谷检测科学研究院(以下简称“北京益谷研究院”)是经北京市民政局批准,北京市平谷区人民政府作为业务主管单位,由中国农业科学院、中国计量科学研究院、中国检验检疫科学研究院、中国海关科学技术研究中心、......
地球大数据的爆炸式增长推动着地球系统科学向数据密集型范式(Data-intensiveparadigm)转变,并为破译和解析复杂的地球系统奠定了基础。如何从海量、多源、异构、泛在的地球大数据中汲取所需......
生物炭改良是实现气候智能型和资源有效型现代农业的主要途径之一。微生物介导的有机质分解过程对土壤碳循环过程至关重要。然而,目前仍缺乏生物炭添加下土壤关键胞外酶活性与土壤碳循环间的直接证据,而这些酶活性可......
科学家们通过在两倍于以前的压力下进行声速测量,更准确地约束了地球核心的组成。在15年前由AlfredQ.R.Baron在RIKEN材料动力学实验室开始的一项计划的基础上,研究人员终于能够在与地球内部核......
认真阅读下面的文章,并思考文末互动提出的问题,严格按照 互动:你的答案 格式在评论区留言,就有机会获得由江苏科学技术出版社提供的优质科普书籍《NASA自然百科:认识宇宙》。尝试回答......
近日,中科院华南植物园恢复生态学任务团队发现土壤深度调控热带森林微生物残体碳对氮添加方式的响应。相关研究发表于国际学术期刊《环境管理杂志》(JournalofEnvironmentalManageme......
4月28日,浙江省宁波市北仑区,北京大学宁波海洋药物研究院正式开园,该研究院“北京大学天然药物及仿生药物全国重点实验室孵化基地”在现场揭牌运营。2020年5月,宁波市政府与北京大学医学部签约共建北大宁......
瑞典隆德大学的研究人员最近成功开发了一种新的分析系外行星的方法,他们在研究KELT-9b行星时,首次在其大气层中发现了一种稀有元素铽。这项研究成果的发现对于科学家确定系外行星的年龄以及它们是如何形成的......