科學家“解密”地球下地幔 底部大型結構體成因

記者從中國科學技術大學獲悉，該校地球和空間科學學院吳忠慶教授課題組與合作者合作，發現下地幔最大的低速異常體——位於非洲和太平洋板塊底下的大型低剪切波速省（LLSVPs），可能起源於地球早期岩漿海演化，相關成果日前在線發表在國際綜合學術期刊《自然·通訊》上。

下地幔是地球內部最重要的圈層之一，深度范圍約為660公裡—2900公裡，其體積和質量佔比高達55%和52%，是地球演化的壓艙石。和其他類地行星相比，地球內部的板塊可以俯沖至地球深部甚至核幔邊界，將洋殼帶至地幔深部，從而可能導致下地幔形成化學物質不均一性。早前的研究表明，俯沖至下地幔的洋殼物質具有明顯不同於周圍地幔的波速和密度，能夠很好地解釋地震學觀測到的下地幔小尺度散射體和大尺度高速異常體，但不可能導致LLSVPs的低剪切波速。科研人員通過綜合研究表明，在下地幔發現的多尺度不一的異常體可能有不同的來源。小尺度散射體和大尺度高速異常體主要來源於俯沖洋殼物質，而位於非洲和太平洋板塊底下的LLSVPs很可能是由於早期岩漿演化形成的含三價鐵布裡奇曼石分解成極度富三價鐵布裡奇曼石導致的。

這一研究成果將對地球深部結構、層圈相互作用和內部揮發分的遷移與作用等方面的研究產生重要影響。（科技日報記者吳長鋒）