Nature Geoscience：吉林大学｜K同位素揭示东北亚大地幔楔内部水循环

主要观点总结

本文探讨了水作为行星宜居要素之一在地球宜居性演化机制中的作用，重点研究了地幔过渡带水的循环过程。通过地球物理观测和K同位素研究，证实了东北亚地区地幔过渡带中存在板块俯冲作用运移的地表水，并首次利用K同位素示踪深部水循环过程。研究还发现地幔过渡带存在大约0.48%由俯冲板片运移的地表水，这些水通过火山作用再返回地表，实现了地球浅部圈层和深部圈层之间的水循环。研究成果发表于《Nature Geoscience》。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

水在地球宜居性演化机制中的作用；地幔过渡带水的循环过程是地球科学领域的前沿科学问题。

关键观点2: 研究方法

基于地球物理观测，选择东北亚新生代高镁安山岩作为板内火山岩研究对象，进行系统的K同位素研究。

关键观点3: 研究结果

首次利用K同位素示踪深部水循环过程；确定地幔过渡带存在来源于俯冲滞留板片的水；同位素端元模拟揭示东北亚地幔过渡带中存在约0.48%由俯冲板片运移的地表水。

关键观点4: 研究意义

为理解地球表层和深部水循环过程提供了重要依据；对探索地球宜居性演化机制有重要意义；研究成果发表在地球科学领域国际顶级期刊《Nature Geoscience》上。

文章预览

水作为行星宜居的基本要素之一，能否实现地表和深部的循环过程，是探索地球宜居性演化机制的关键，也是地球科学领域的前沿科学问题。已有研究表明地幔过渡带具有较强的储水能力，是地球深部重要的潜在含水圈层（Ohtani，2005）。尽管地球物理观测证实全球深部地幔含水量存在差异，但以东北亚为典型代表的局部地区存在富水的地幔过渡带已被广泛接受（Kelbert et al., 2009）。然而，目前对地幔过渡带水的来源存在行星吸积的原始水和俯冲板片运移的地表水两种认识，地幔过渡带水来源直接证据的缺乏限制了对地球表层和深部水循环过程的认识。 针对上述问题， 吉林大学许文良教授和其引领的“地球深部动力学创新团队”成员王枫教授等 ，基于地球物理观测，选择以东北亚新生代高镁安山岩为代表的板内火山岩作为研究对象（图1），对其进 ………………………………