物理科技生物学-PHYICA

俯冲回收稀夕兰兰的水可能比想象的要少

地球 2022-09-25 00:00:24

莎拉·斯坦利,美国地球物理联合会 中美洲海沟是中美洲太平洋海岸的深蓝色狭长地带,是从墨西哥延伸到哥斯达黎加的俯冲带的表面特征

信用:美国国家海洋和大气管理局 当一个构造板块在俯冲带俯冲到另一个板块之下时,它会将大量的水和其他化学物质回收到地球的地幔中

下沉的板块携带着被沉积物和地壳捕获的海水,或者像蛇纹石一样以化学方式结合在矿物中的海水

地幔中水的后期释放有助于关键的地质过程,如地震和火山岩浆的形成

从体积上看,俯冲板块的最大部分是它的底层,包括上地幔物质

对上地幔下行板块中水量的估计差异很大:一些人认为,在过去的5.4亿年里,全球俯冲带已经吞噬了超过两大洋的水

然而,米勒等人的新研究

表明中美洲海沟俯冲带的水输送比以前估计的要少一个数量级

当板块接近俯冲带时,它向下弯曲,导致断层形成

模型和早期的观察表明,这种弯曲和断层作用使得海水渗透到上地幔,在那里海水填充断层带的裂缝,与橄榄石反应生成蛇纹石,然后被带到更深的俯冲带

先前对有多少水沿着弯曲断层到达上地幔的估计依赖于地震波穿过俯冲板块时的速度测量

然而,这些测量和估计不能辨别上地幔层是否均匀水合,或者水是否局限于弯曲断层带

为了解决这一局限,新的研究考虑了地震各向异性,这种各向异性表征了地震波的速度如何依赖于它们穿过物质的方向

研究人员使用海底地震仪收集的数据来测量尼加拉瓜附近中美洲海沟的地震各向异性,这使得上地幔水化的图像更加详细

数据显示,在所研究的区域,上地幔中的水储存仅限于随深度迅速变薄的蛇纹石化断裂带,这表明断层动力学和蛇纹石化反应动力学阻止海水在弯曲断层之间水合地幔

结合这一发现的新的水运移估计比以前对中美洲海沟的估计低一个数量级

因为同样的过程发生在其他俯冲带,研究人员报告说,全球范围内可能输送的水比以前估计的要少得多

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