一个多世纪以来,地球上最猛烈地动的缘故原由一向是科学界的一个谜,但卡内基大学的一组科学家大概已经破解了这个谜题。
颁发在《地球物理学报希望》上的一项新研究提供了证据,证明流体在深震中发挥了要害作用。深震产生在地球外貌以下300至700公里之间。大多数地动产生在靠近地球外貌的地方,深至约莫70公里。当压力在两块岩石之间的缝隙(即断层)上积累时,它们就会忽然滑过对方。然而,在地球深处,猛烈的压力造成了太多的摩擦,使这种滑动无法产生,高温加强了岩石变形的本领,以顺应不停改变的应力。只管从理论上讲,这是不行思议的,但自20世纪20年月以来,科学家们已经可以或许辨认出劈头于地表以下300多公里的地动。
“地动学家面对的大题目是,究竟是怎样产生这些深源地动的,一旦下沉几十公里,就很难明释为什么在摩擦云云之大的断层上我们会滑动。”
已往几十年里正在举行的研究评释,水在中深地动中发挥着作用,这些地动产生在地球外貌下70至300公里之间。在这些情形下,水从矿物中开释出来,减弱了断层四周的岩石,使岩石块滑动。然而,科学家们以为这种征象不克不及解说深震,重要是由于他们以为水和其他孕育发生流体的化合物无法深入到地球内部提供雷同的成效。
当研究职员们将有数的深地钻石的深度与神奇的深源地动举行比力时,这种想法第一次转变了。“钻石是在液体中形成的,假如有钻石,就会有液体。”钻碑本身评释了流体的存在,然而,他们也将地球深处的样本带到地表供科学家研究。当钻石在地球内部形成时,它们偶然会从四周的岩石中捕捉矿物碎片。这些矿物质被称为内含物,它们大概会让你的珠宝更廉价,但对地球科学家来说,它们是无价的。它们是科学家研究地球深层内部样本的唯一途径之一。
钻石内含物具有在海洋地壳中发觉的雷同物质的奇特化学特性。这意味着水和其他物质不是在地球内部深处孕育发生的。相反,它们作为下沉的海洋板块的一部门被带了下来。研究职员说:“地动学学界已经不再以为有那么深的水。但像史蒂夫如许的钻石岩石学家向我们展示样品,然后说‘不,不,不。这里肯定有水’以是我们一定聚在一路弄清晰它是怎么到那边的。”
为了验证这一想法,研究职员创建了先辈的盘算模子,此模仿比曩昔更深入的下沉板的温度。除了建模之外,研究职员们还查抄了含水矿物的稳健性,以评释在地球深处的高和气压力下,它们的确可以或许在某些条件下留住水分。研究小组评释,只管温度较高的板块没有水,但从理论上讲,温度较低的海洋板块中的矿物质可以将水带到我们以为与深震有关的深度。
为了牢固研究结果,研究小组将模仿效果与真实地动数据举行了比力。他们可以或许证明,理论上可以或许将水带到这些深度的板块,也正是履历了之前无法解说的深层地动的板块。这项研究的差别平常之处在于,它将四种差别的学科应用于统一题目,即地球化学、地动学、地球动力学和岩石学,全部这些都指向统一个结论:水和其他流体是深源地动的要害构成部门。
“深层地动的性子是地球科学中的一个紧张题目,我们必要这四种差别的学科联合在一路来举行论证。”