'深埋地下410多公里:超深鑽石證實了深埋地球表面下的遠古儲層'

地球 鑽石 月球 地質 我在宮裡做廚師 Science科學說 2019-08-28
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深埋地下410多公里:超深鑽石證實了深埋地球表面下的遠古儲層

分析表明,鑽石中微觀包裹體中發現的氣體來自一個穩定的地下儲層,它至少與月球一樣古老,隱藏在海平面以下410多公里的地幔中。

長期以來,科學家們一直懷疑,在地殼和地核之間的地幔中,存在著一個巨大的岩石儲藏庫,自地球形成以來,相對沒有受到干擾。到目前為止,還沒有確鑿的證據證明它是否存在或存在於何處。一個國際科學家小組已經測量了超級深層鑽石中含有的氦同位素,這些鑽石是由猛烈的火山噴發帶到地表的,用來探測這個古老的儲層的足跡。這項工作將於8月23日(星期五)在巴塞羅那舉行的戈德施密特會議上首次向科學家們展示,目前已發表在《科學》雜誌上。

地球形成後,劇烈的地質活動和外星撞擊破壞了這顆年輕的行星,這意味著地球的原始結構幾乎已不復存在。然後,在20世紀80年代,地球化學家注意到,在某些特定位置的玄武岩熔岩中,氦3與氦4同位素的比值高於預期,這與在墜落地球的極古老隕石中發現的同位素比值相符。這表明熔岩攜帶的物質來自地球深處的某種未知的儲層,其成分在過去40億年裡沒有發生顯著變化。澳大利亞國立大學的研究負責人蘇塞特·蒂默曼博士說:“這種模式在‘海洋島玄武岩’中已經被觀察到了。這些玄武岩是從地球深處噴發出來的熔岩,形成了夏威夷和冰島等島嶼。”“問題是,儘管這些玄武岩被帶到了地表,但我們只能看到它們歷史的一小部分。我們對地幔的融化來源知之甚少。”

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深埋地下410多公里:超深鑽石證實了深埋地球表面下的遠古儲層

分析表明,鑽石中微觀包裹體中發現的氣體來自一個穩定的地下儲層,它至少與月球一樣古老,隱藏在海平面以下410多公里的地幔中。

長期以來,科學家們一直懷疑,在地殼和地核之間的地幔中,存在著一個巨大的岩石儲藏庫,自地球形成以來,相對沒有受到干擾。到目前為止,還沒有確鑿的證據證明它是否存在或存在於何處。一個國際科學家小組已經測量了超級深層鑽石中含有的氦同位素,這些鑽石是由猛烈的火山噴發帶到地表的,用來探測這個古老的儲層的足跡。這項工作將於8月23日(星期五)在巴塞羅那舉行的戈德施密特會議上首次向科學家們展示,目前已發表在《科學》雜誌上。

地球形成後,劇烈的地質活動和外星撞擊破壞了這顆年輕的行星,這意味著地球的原始結構幾乎已不復存在。然後,在20世紀80年代,地球化學家注意到,在某些特定位置的玄武岩熔岩中,氦3與氦4同位素的比值高於預期,這與在墜落地球的極古老隕石中發現的同位素比值相符。這表明熔岩攜帶的物質來自地球深處的某種未知的儲層,其成分在過去40億年裡沒有發生顯著變化。澳大利亞國立大學的研究負責人蘇塞特·蒂默曼博士說:“這種模式在‘海洋島玄武岩’中已經被觀察到了。這些玄武岩是從地球深處噴發出來的熔岩,形成了夏威夷和冰島等島嶼。”“問題是,儘管這些玄武岩被帶到了地表,但我們只能看到它們歷史的一小部分。我們對地幔的融化來源知之甚少。”

深埋地下410多公里:超深鑽石證實了深埋地球表面下的遠古儲層

為了解決這個問題,蒂默曼的團隊研究了超深鑽石中的氦同位素比率。大多數鑽石是在地殼以下150至230公里處形成的,然後由熔體帶到地表。非常偶然地,一些“超深”鑽石(產生於地球表面以下230至800千米)被帶到地表。這些超深鑽石與普通鑽石明顯不同。

蘇澤特·蒂默曼說:“鑽石是已知的最堅硬、最堅不可摧的天然物質,所以它們形成了一個完美的時間膠囊,為我們打開了一扇通往地球深處的窗戶。”我們能夠從巴西Juina地區的23顆超深鑽石中提取氦氣。這些照片顯示了我們可以從一個非常古老的儲層中得到的典型同位素組成,證實了這些氣體是月球和地球碰撞之前甚至是碰撞之前某個時期的殘留物。從鑽石的地球化學性質來看,我們知道它們形成於一個叫做“過渡帶”的區域,在地球表面以下410到660公里。這意味著這個看不見的儲層,從地球的起源留下來的,一定在這個地區或下面。

“關於這個儲層的形式仍然存在疑問;它是一個大型的單一儲層,還是有多個較小的古代儲層?儲層到底在哪裡?這個儲層的全部化學成分是什麼?但通過這項工作,我們開始對地球上現存最古老的相對未受干擾的物質進行研究。

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深埋地下410多公里:超深鑽石證實了深埋地球表面下的遠古儲層

分析表明,鑽石中微觀包裹體中發現的氣體來自一個穩定的地下儲層,它至少與月球一樣古老,隱藏在海平面以下410多公里的地幔中。

長期以來,科學家們一直懷疑,在地殼和地核之間的地幔中,存在著一個巨大的岩石儲藏庫,自地球形成以來,相對沒有受到干擾。到目前為止,還沒有確鑿的證據證明它是否存在或存在於何處。一個國際科學家小組已經測量了超級深層鑽石中含有的氦同位素,這些鑽石是由猛烈的火山噴發帶到地表的,用來探測這個古老的儲層的足跡。這項工作將於8月23日(星期五)在巴塞羅那舉行的戈德施密特會議上首次向科學家們展示,目前已發表在《科學》雜誌上。

地球形成後,劇烈的地質活動和外星撞擊破壞了這顆年輕的行星,這意味著地球的原始結構幾乎已不復存在。然後,在20世紀80年代,地球化學家注意到,在某些特定位置的玄武岩熔岩中,氦3與氦4同位素的比值高於預期,這與在墜落地球的極古老隕石中發現的同位素比值相符。這表明熔岩攜帶的物質來自地球深處的某種未知的儲層,其成分在過去40億年裡沒有發生顯著變化。澳大利亞國立大學的研究負責人蘇塞特·蒂默曼博士說:“這種模式在‘海洋島玄武岩’中已經被觀察到了。這些玄武岩是從地球深處噴發出來的熔岩,形成了夏威夷和冰島等島嶼。”“問題是,儘管這些玄武岩被帶到了地表,但我們只能看到它們歷史的一小部分。我們對地幔的融化來源知之甚少。”

深埋地下410多公里:超深鑽石證實了深埋地球表面下的遠古儲層

為了解決這個問題,蒂默曼的團隊研究了超深鑽石中的氦同位素比率。大多數鑽石是在地殼以下150至230公里處形成的,然後由熔體帶到地表。非常偶然地,一些“超深”鑽石(產生於地球表面以下230至800千米)被帶到地表。這些超深鑽石與普通鑽石明顯不同。

蘇澤特·蒂默曼說:“鑽石是已知的最堅硬、最堅不可摧的天然物質,所以它們形成了一個完美的時間膠囊,為我們打開了一扇通往地球深處的窗戶。”我們能夠從巴西Juina地區的23顆超深鑽石中提取氦氣。這些照片顯示了我們可以從一個非常古老的儲層中得到的典型同位素組成,證實了這些氣體是月球和地球碰撞之前甚至是碰撞之前某個時期的殘留物。從鑽石的地球化學性質來看,我們知道它們形成於一個叫做“過渡帶”的區域,在地球表面以下410到660公里。這意味著這個看不見的儲層,從地球的起源留下來的,一定在這個地區或下面。

“關於這個儲層的形式仍然存在疑問;它是一個大型的單一儲層,還是有多個較小的古代儲層?儲層到底在哪裡?這個儲層的全部化學成分是什麼?但通過這項工作,我們開始對地球上現存最古老的相對未受干擾的物質進行研究。

深埋地下410多公里:超深鑽石證實了深埋地球表面下的遠古儲層

加州大學聖巴巴拉分校的馬修·傑克遜教授在評論中說:“人們已經做了很多工作來確定地球深處原始儲層的位置。因此,這是一個有趣的結果,有很大的潛力“繪製出”更高的3He/4He區域位於地球的深處。氦在地幔條件下可以迅速擴散,因此,評估古代氦的特徵是否反映了困在鑽石形成深處的成分,或將鑽石帶到地表的宿主熔岩的成分,將是非常重要的。這項工作是瞭解這些儲層的重要一步,為進一步研究指明瞭道路。”

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