在实验中首次捕获在地表以下 1,700 英里处流动的实心岩石

我们脚下约 2,700 公里(近 1,700 英里)的 D “层一直让科学家们感到困惑几十年.现在我们可能有一个答案,关于地球深处的这个特殊区域到底发生了什么——坚硬的岩石正在流动。

地震波当它们穿过 D“ 层的边界时意外加速,并且2004 年研究似乎找到了答案:它表明极端压力和极端温度可以使下地幔矿物钙钛矿转换为标记为 '后钙钛矿',在 D“ 层边界附近的某个位置。

然而,事实确实如此后来发现这个新阶段本身不足以解释地震波的加速。

在这项新研究中,瑞士和日本的科学家进行了计算机模拟和实验室测试,以确定后钙钛矿中的晶体都需要指向同一方向,地震波才能加速。

钙钛矿在核心附近变成后钙钛矿。(苏黎世联邦理工学院)

“这一发现不仅解开了 D 层的谜团,还打开了一扇了解地球深处动力学的窗户,”来自瑞士苏黎世联邦理工学院的地球科学家 Motohiko Murakami。

“我们终于找到了最后一块拼图。”

研究人员基本上重新创建了地球深层在他们的实验室里,规模要小得多。他们发现,后钙钛矿晶体的排列决定了它的硬度,从而决定了波的运动。

他们还发现了其他东西:D“ 层上方的固体岩石可以在对流模式.这种类型的运动在地球层的不同部分有所不同,决定了后钙钛矿晶体的排列。

它是由较冷的物质(正在下沉)和较热的物质(正在上升)的组合驱动的。这是我们在地球内部的这个区域进行这种运动的第一个实验证据——当然,直接观察是不可能的。

D“ 层上方的对流控制晶体排列。(苏黎世联邦理工学院)

“这些发现表明,后钙钛矿相的织构可以解释 D” 不连续性的大部分关键特征,”研究人员在他们发表的论文中。

这一切都有助于我们了解地球表面深处发生的热量、压力和运动的复杂相互作用。更好地了解这些力可以告诉我们更多关于火山喷发到地球的磁场.

核心-地幔边界(CMB) 是固体地幔撞击地球液态外核的地方,科学家们对此特别感兴趣。它代表了材料在密度、成分、电导率和其他指标方面的巨大转变——这使得它对驱动地球的最基本力量至关重要。

“我们的发现表明,地球不仅在表面活跃,而且在内部深处也在运动。”村上隆。

虽然这项研究有助于回答一些问题,但仍有很多留下的谜团在那儿。

该研究已发表在通信 地球与环境.

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