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热力学视角探测深俯冲大陆地壳 |李仪兵等-GRL

中科院地质地球所  · 公众号  ·  · 2024-09-29 07:30

主要观点总结

本文介绍了地球物理探测在认知地球深部结构和物质组成方面的重要性。科学家们通过多学科研究逐渐认识到大陆地壳可以俯冲至地幔深度。然而,探测俯冲大陆地壳的深部结构一直是固体地球科学领域的难题。李仪兵博士后等通过热力学计算量化地球深部俯冲陆壳波速演化,建立了全新矿物弹性数据库,并获得了关于俯冲陆壳波速和密度的新认识。该研究受中国科学院战略先导计划和自然科学基金项目的共同资助。

关键观点总结

关键观点1: 地球物理探测是认知地球深部结构和物质组成的重要手段。

科学家们通过多学科研究认识到大陆地壳可以俯冲至地幔深度。

关键观点2: 探测俯冲大陆地壳的深部结构是固体地球科学领域的难题。

地震学方法探测到的俯冲大陆地壳最大深度仅为150-180km,且对俯冲大陆地壳的波速性质存在争议。

关键观点3: 热力学相平衡模拟计算可用于量化地球深部俯冲陆壳波速演化。

研究团队建立了全新矿物弹性数据库,并获得了关于俯冲陆壳波速和密度的新认识。该研究揭示了少量俯冲陆壳进入深部地幔也会引发显著的地震波速异常。

关键观点4: 研究成果受中国科学院战略先导计划和自然科学基金项目的共同资助。

该研究为地球物理高分辨探测数据解译提供了理论依据,有潜力成为认知地球内部物质组成和结构的强力手段。


文章预览

地球物理探测是认知地球深部结构和物质组成的重要手段。自20世纪80年代在大陆地壳变质岩中首次发现柯石英以来,科学家们通过矿物学、岩石学、地球化学、高温高压实验和地球动力学等多学科研究,逐渐认识到长英质大陆地壳可以俯冲至>300 km的地幔深度,甚至可俯冲至地幔转换带和下地幔。然而,探测俯冲大陆地壳的深部结构一直是固体地球科学领域的一大难题,目前地震学方法探测到的俯冲大陆地壳最大深度仅为150-180 km,阻碍了我们认知大陆板块的深部俯冲形态和动力学过程。地球物理学家通常将这一难题归因于地震成像分辨率不足,或深俯冲大陆地壳波速与周围地幔无明显差异。此外,地球深部常见的高速异常体,也通常被解读为深俯冲的洋壳或岩石圈地幔物质,且存在强烈争议。因此,大陆地壳在地球深部(>150 km)的波速性质 ………………………………

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