
根据今天(11月6日)在《大自然》杂志上发表的一项研究,年轻地球的熔岩海洋像布丁蛋糕一样分层。
研究人员认为地球的第一个千年是花了的被岩浆覆盖,遵循形成月球的巨大冲击。现在,由于一项实验使玄武岩岩石达到了有史以来测试的最高压力,科学家认为这种熔岩已经分层,分为更轻且密集的层。
测试的设计是为了模仿最深的条件地球的地幔,地球的铁芯与其寒冷,皱纹的外壳之间的厚区域。今天,地幔大多是坚固的岩石,但是在地球形成后不久,地幔大多是液体。但是,关于岩浆海的大小以及岩浆海洋冷却了多长时间,存在着一场生动的辩论。地球历史的这一凶猛时期几乎没有证据,因此科学家依靠实验和计算机建模来重现过去。
为了在与地幔深处相同的条件下融化岩石,由巴黎大学皮埃尔(Pierre)等人的地球物理学家ChrystèleSanloup领导的一支球队在巴黎的Pierre et Marie Curie的一小片底部散发出强大的X射线,因为它在钻石小动脉尖头之间被挤压。
Sanloup说:“在深层进化的各个阶段,硅酸盐液体等硅酸盐液体起着关键作用,从数十亿年前的核心和地壳形成到今天的火山活动。”虽然没有人知道古代岩浆海洋的确切成分,但玄武岩熔岩爆发火山从夏威夷和海洋散开的山脊上敲击地幔。地震波穿过地球的披风表明,超密的液态岩浆藏在最深的地幔,靠近核心。 Sanloup告诉LivesCience:“超低速度区域比周围的,完全晶状的地幔浓度要浓。”
研究人员发现,在实验期间,在35吉帕斯卡(GPA)以上的压力下,玄武岩中最常见的成分之一变得浓密。 (gigapascal是一个压力单位。在地球上,35吉帕斯卡的压力对应于约560英里或900公里的深度。)
随着压力的增加,硅围绕的氧原子自身重新排列,在硅周围而不是四个原子包装,而不是四个原子。就像在除夕的纽约市时代广场上拥挤的游客一样,这种原子封闭的包装使液态玄武岩变得更加稠密。玄武岩密度从低压下的每立方厘米约2.7克增加到60 GPA时的近5 g/cm3(约930英里或深度1,500 km)。地幔的厚度为1,800英里(2,900公里)。 [信息图:最高山到最深的海沟这是给出的
根据实验结果,团队认为,在深陆壁的早期地球上可能会渗出类似的密集岩浆。因为它是如此密集,所以随着液态熔岩的冷却,结晶的岩石会漂浮在地面上,无法掉入密度的岩浆中。 Sanloup说,在这条结晶的岩石帽上方可能已经达到185英里(300公里)的盖子上,坐在另一层较少密度的岩浆上。
冷却的岩石会像毯子一样表现,将其捕获在下层地幔中。 Sanloup说:“这种结晶层会减慢冷却的速度,充当更深的岩浆海洋的绝缘体。因此,与单个岩浆海洋相比,整个地幔将需要更长的时间才能结晶。”
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