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《科学》:模拟研究带来地幔结构新认识

美国科学家进行的一项最新研究,首次发现极高的温度和压力如何在亚原子层面上对地幔中矿物质产生影响。该研究成果有望加深人们对火山、地震和大陆漂移等与地幔相关活动的理解。相关论文发表在9月21日的《科学》杂志上。 地幔是分布在地表以下40公里到2900公里范围内的半固体层,它偶尔会通过火山锥和深海口冒冒泡泡。当温度和压力攀升到极限时(平均摄氏4500度、130万个大气压),构成地幔的物质会发生奇特的变化。比如,氧化铁会变成镁方铁矿(Mg,Fe)O,而含镁和硅的混合物也会压缩形成钙钛矿MgSiO3。 在最新的研究中,美国Lawrence Livermore国家实验室的林俊孚(Jung-Fu Lin,论文第一作者)和同事对下地幔(lower mantle)中发生的情况进行了模拟。他们利用钻石砧室(diamond anvil chamber)将氧化铁加压到93万个大气压,并通过激光将砧室加热到摄氏1750度。在此基础上,......阅读全文

地质地球所等揭示火星地幔是活动的

  近年来,国际上实施了InSight火星探测计划(Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport,地震、大地测量和热传导内部探测)。2018年11月26日,搭载火星地震仪SEIS的InSig

《科学》:模拟研究带来地幔结构新认识

美国科学家进行的一项最新研究,首次发现极高的温度和压力如何在亚原子层面上对地幔中矿物质产生影响。该研究成果有望加深人们对火山、地震和大陆漂移等与地幔相关活动的理解。相关论文发表在9月21日的《科学》杂志上。 地幔是分布在地表以下40公里到2900公里范围内的半固体层,它偶尔会通过火山锥和深海口冒冒泡

广州地化所等揭示塔里木及周缘地区应力分布特性

  陆内应力的分布特性一直是地球动力学研究的首要问题。中国西北地区由多个块体拼贴而成,是研究应力分布的理想区域。新生代以来,塔里木周缘块体强烈变形,而塔里木盆地内部一直保持相对稳定的态势。具体表现在低的地震活动性、低的GPS速率、低热流、地形平坦、断层少等。对于此稳定特性主要存在两种观点:a)岩石圈

地质地球所等获得特提斯构造带地幔顶部P波速度

  由新特提斯洋闭合导致非洲板块、阿拉伯板块、印度板块与欧亚大陆碰撞而形成的特提斯造山带是当今全球最大的陆陆碰撞造山带,对该构造带深部结构及动力学过程的研究也是地球科学界的热点。地震层析成像是探测地球内部结构直接有效的手段,利用地震波路径集中于上地幔顶部的Pn波这一优势震相可以获得地幔顶部高分辨率的

科学家破解上下地幔边界塌陷之谜

俯冲板片扰动导致的地震不连续性是一个长期未解的地学之谜。近日,由北京高压科学研究中心研究员Takayuki Ishii与德国拜罗伊特大学Artem Chanyshev博士领衔的研究团队提出,俯冲板块区域上—下地幔边界的显著塌陷并非由后尖晶石相变引起,而是由秋本石到布里奇曼石的相变导致。相

地震波衰减成像揭示青藏高原地壳流的分布

  青藏高原是由印度板块与欧亚板块碰撞和挤压造成的。在形成过程中,高原受到整体抬升,内部物质在挤压和重力的双重作用下从内部向四周流动。基于这一设想提出的下地壳流模型能够较好地解释青藏高原的演化和地表形变特征,并得到一些地质学和地球物理学观测资料的支持。然而,由于很难对下地壳中的动力学过程进行直接观测

地质地球所等运用第一性原理模拟研究下地幔物质成分

  位于地幔过渡带以下至核幔边界的下地幔,是地球内部体量最大的一个圈层,因而是地球内部物质循环、能量传输等过程的关键一环。从一维地震学模型看,下地幔的波速、密度、弹性模量随深度变化较为平滑,因而常常被认为是地球深部相对“平淡”的区域。近年来,随着金刚石压腔、同步辐射高温高压技术、层析成像地震观测技术

地质地球所研究得出西秦岭地幔橄榄岩中矿物海绵结构成因

  单斜辉石是地幔中的主要组成矿物,是认识地幔部分熔融和交代过程的重要研究对象。地幔橄榄岩中单斜辉石发育的海绵边结构(或称“筛状结构”)记录了其所经历的地幔深部过程。但是,人们对这种结构的成因一直存在争议:是橄榄岩-熔体反应还是减压/加“水”熔融?  西秦岭地幔橄榄岩捕虏体中的单斜辉

地幔间断面成因及地幔对流模式研究获进展

  板块构造学说是固体地球科学的基石,刻画了岩石圈的基本运动学特征,而地幔对流理论则为理解板块运动规律提供了动力学基础。然而长期以来,地幔对流模式的研究一直存在巨大的争议,分歧主要集中于全地幔对流和上下地幔分层对流两个模式。近年来,还有一些学者提出了地幔混合对流模式猜想,即一些区域地幔分层对流、其它

地质地球所发现橄榄岩-熔体反应对岩石圈地幔的改造作用

  古老的大陆岩石圈地幔通常具有高度难熔的特点、密度比下伏的软流圈小,因而能够长期稳定地“漂浮”在软流圈之上。然而,大陆岩石圈地幔由于受到熔体(如软流圈来源的熔体)的改造而变得饱满和“年轻”,强烈的改造作用甚至能够造成克拉通的破坏,华北克拉通就是一个典型的例子。虽然大家对华北克拉通破