
根據今天(11月6日)在《大自然》雜誌上發表的一項研究,年輕地球的熔岩海洋像布丁蛋糕一樣分層。
研究人員認為地球的第一個千年是花了的被岩漿覆蓋,遵循形成月球的巨大衝擊。現在,由於一項實驗使玄武岩岩石達到了有史以來測試的最高壓力,科學家認為這種熔岩已經分層,分為更輕且密集的層。
測試的設計是為了模仿最深的條件地球的地幔,地球的鐵芯與其寒冷,皺紋的外殼之間的厚區域。今天,地幔大多是堅固的岩石,但是在地球形成後不久,地幔大多是液體。但是,關於岩漿海的大小以及岩漿海洋冷卻了多長時間,存在著一場生動的辯論。地球歷史的這一兇猛時期幾乎沒有證據,因此科學家依靠實驗和計算機建模來重現過去。
為了在與地幔深處相同的條件下融化岩石,由巴黎大學皮埃爾(Pierre)等人的地球物理學家ChrystèleSanloup領導的一支球隊在巴黎的Pierre et Marie Curie的一小片底部散發出強大的X射線,因為它在鑽石小動脈尖頭之間被擠壓。
Sanloup說:“在深層進化的各個階段,矽酸鹽液體等矽酸鹽液體起著關鍵作用,從數十億年前的核心和地殼形成到今天的火山活動。”雖然沒有人知道古代岩漿海洋的確切成分,但玄武岩熔岩爆發火山從夏威夷和海洋散開的山脊上敲擊地幔。地震波穿過地球的披風表明,超密的液態岩漿藏在最深的地幔,靠近核心。 Sanloup告訴LivesCience:“超低速度區域比周圍的,完全晶狀的地幔濃度要濃。”
研究人員發現,在實驗期間,在35吉帕斯卡(GPA)以上的壓力下,玄武岩中最常見的成分之一變得濃密。 (gigapascal是一個壓力單位。在地球上,35吉帕斯卡的壓力對應於約560英里或900公里的深度。)
隨著壓力的增加,矽圍繞的氧原子自身重新排列,在矽周圍而不是四個原子包裝,而不是四個原子。就像在除夕的紐約市時代廣場上擁擠的遊客一樣,這種原子封閉的包裝使液態玄武岩變得更加稠密。玄武岩密度從低壓下的每立方厘米約2.7克增加到60 GPA時的近5 g/cm3(約930英里或深度1,500 km)。地幔的厚度為1,800英里(2,900公里)。 [信息圖:最高山到最深的海溝這是給出的
根據實驗結果,團隊認為,在深陸壁的早期地球上可能會滲出類似的密集岩漿。因為它是如此密集,所以隨著液態熔岩的冷卻,結晶的岩石會漂浮在地面上,無法掉入密度的岩漿中。 Sanloup說,在這條結晶的岩石帽上方可能已經達到185英里(300公里)的蓋子上,坐在另一層較少密度的岩漿上。
冷卻的岩石會像毯子一樣表現,將其捕獲在下層地幔中。 Sanloup說:“這種結晶層會減慢冷卻的速度,充當更深的岩漿海洋的絕緣體。因此,與單個岩漿海洋相比,整個地幔將需要更長的時間才能結晶。”
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