地壳被发现“滴”在地球深处,其影响可能是巨大的

2024-10-02 18:41来源:本站编辑

一想到地壳,你很可能就会想到致密、干燥的岩石。

你不会想象一种粘稠的、像蜂蜜一样的物质滴落到地球的深处。

然而,新的研究表明,一种惊人的地质现象正在我们的脚下发生,这意味着地壳确实在某些地区“滴水”。

这都是新发现的板块构造的一部分,它可能对我们如何理解我们的世界和其他行星产生深远而广泛的影响。

这项开创性的研究发表在《自然通讯》杂志上,重点研究了位于土耳其安纳托利亚高原中部的科尼亚盆地。

研究表明,在盆地下方,地壳正逐渐深入地球内部,这是一种新发现的称为岩石圈滴水的过程。

科学家们已经很好地掌握了这种滴水的原理:当地球岩石地壳的下部加热到一定温度时,它开始变得粘稠。然后,就像糖浆一样,它慢慢往下渗。

正如《科学》杂志所指出的那样,这种重而粘的液滴会把坚硬的行星地壳拉下来,形成一个洼地或盆地。

然后,当液滴脱离地幔时,表面又反弹起来,形成一个很大的凸起。

在谈到安纳托利亚高原的这种现象时,多伦多大学的地球物理学家朱莉娅·安德森解释说,她和她的同事在观察卫星数据时,注意到科尼亚盆地有一个“圆形特征”,“地壳正在下沉或盆地正在加深”。

“这促使我们研究地表下的其他地球物理数据,在那里我们看到了上地幔的地震异常和增厚的地壳。”

她说,这告诉他们“那里有高密度物质……表明可能是地幔岩石圈滴注。”

众所周知,安纳托利亚中部高原正在上升。先前的研究表明,在过去的1000万年里,它的高度增加了大约1公里(0.6英里)。

然而,科尼亚盆地正以每年约20毫米(0.8英寸)的速度向下下沉。

简而言之,在一个正在上升的地区看到一块土地下降是很奇怪的,这意味着需要进一步的调查。

安德森和她的团队的研究结果表明,高原的更广泛地区仍处于岩石圈滴注过程的反弹阶段,数百万年前曾向地幔中倾倒过熔融液滴。

另一方面,科尼亚盆地是一个较小的二次滴漏形成。

同样来自多伦多大学的地球科学家Russell Pysklywec解释说:“随着岩石圈变厚并在该地区下方滴水,它在地表形成了一个盆地,后来当下面的重量断裂并沉入地幔的更深深处时,这个盆地就会冒出来。”

“我们现在看到,这个过程不是一次性的构造事件,最初的滴水似乎在该地区的其他地方催生了随后的子事件,导致科尼亚盆地在不断上升的t rkiye高原内奇怪的快速下沉。”

研究人员在实验室中模拟了这一过程,使用一种叫做聚二甲基硅氧烷的粘性有机硅聚合物来代表地球粘稠的下地幔。

他们还使用聚二甲基硅氧烷和模型粘土的混合物来复制上地幔,并使用陶瓷球和硅砂的组合来创建地壳。

然后,他们将一颗致密的“种子”插入地幔上层,以启动滴漏,并观察结果。不到10个小时,第一滴血就开始滴下。当它到达进行实验的盒子底部时——大约花了50个小时——第二次滴下已经开始了。

安德森说:“我们注意到,随着时间的推移,这种二次滴水确实把地壳向下拉,并开始形成一个盆地,尽管地壳表面没有水平运动。”

“研究结果表明,这些主要的构造事件是相互关联的,岩石圈的一次滴水可能会引发行星内部深处的一系列进一步活动。”

这些结果表明,岩石圈滴水是一个多阶段的过程,这就是为什么安纳托利亚高原中部的隆升和下沉可以同时发生的原因。

科学家们也承认这与他们对南美洲安第斯山脉阿里萨罗盆地形成的调查有相似之处,这表明岩石圈滴水现象可能发生在地球上的任何地方,而且实际上已经发生了。

他们的发现也可以作为研究其他行星上类似过程的模型,包括火星和金星,那里的构造不同,但底层的地幔动力学非常相似。

了解类似的过程是如何在其他行星上发生的,将极大地扩展我们地球以外的地质研究的潜力。

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