科學家首次繪制地幔電導率全球三維圖像*

科學家首次繪制地幔電導率全球三維圖像*

家用電器警示標簽中通常會注明，水是很好的導電材料。現在，科學家發現，地幔局部電導率的增大很可能意味著地表下含水量的增大。研究人員首次繪制了地幔電導率全球三維圖像，他們的研究結果發表在近期的Nature雜志上。

完成此項研究任務的俄勒岡州立大學(OSU)的科學家聲稱，高導區與俯沖帶吻合，此處的構造板塊正在向地殼下方俯沖。在這項研究中，他們使用了地幔的電磁感應探測方法。這項技術對于巖石和礦物中相互連通的流體包非常敏感。

美國國家科學基金會(NSF)地球科學部的項目主任Robin Reichlin稱，這項研究工作非常重要，因為它是地球內部全球三維地震成像的重要補充，地震成像使用的是地震所產生的聲波。科學家可以將這兩種方法結合起來使用，以期獲得有關地球內部成分變化、含水量變化以及溫度變化等方面的更加詳盡的信息。

地質學家認為，俯沖板塊的溫度要比其周圍地幔物質的溫度低，并且傳導性也比它們差。然而，OSU的科學家卻提出，這些區域的傳導性可能會因為俯沖過程中向下的水流作用而增強。

俄勒岡州立大學的地質學家，同時也是Nature雜志上那篇文章的作者之一 Adam Schultz認為，許多地球科學家認為，構造板塊不大可能將大量的水帶入地幔。而我們的模型卻清晰地顯示了俯沖帶與高電導率之間的緊密聯系，對此現象最簡單的解釋就是水。

Schultz稱，這項研究對于地球運行的基本模式提供了新的認識。雖然技術在進步，但是科學家仍然無法確定在洋底之下究竟存在多少水，也不知道究竟有多少水進入了地幔。這帶給了我們無盡的啟示。在地下的不同深度，水與各種礦物質相互作用的方式也不同，同時有少量的水還可以改變巖石的物理性質，改變地幔物質的粘性，協助熔巖上升熱柱的形成，并且最終對流出地面的物質產生影響。

俄勒岡州立大學的海洋學者、該文的另一作者Gary Egbert指出，實際上，我們真的不知道地球上究竟存在多少水。一些證據證明，在洋底之下所蘊藏的水量比全世界所有的海水量加在一起還要多出若干倍。他們的研究結果可以使這一問題變得明了一些。至于水是如何到達地幔的(如果電導率確實能反應水的存在)，現在有多種不同的解釋。如果不是因為板塊向下俯沖而將水帶入地幔，那么那里的水就有可能是原生的，是否已經存在了40億年之久?或者當板塊緩慢俯沖的時候，水也會隨之向下滲透。這是否表明在很久以前地球的含水量要比現在大得多?這些問題非常有意思，只是現在我們還無法回答。

俄勒岡州立大學的一位博士后研究人員，該文章的第一作者Anna Kelbert說，接下來我們將利用最新的地面觀測數據和衛星觀測數據重新進行實驗，然后進一步研究，以便更好地了解水循環及其與地球內部礦物質的相互作用模式。最后，科學家們希望建立一個能夠確定地幔巖石中水含量的模型。

資料來源:http:∥www.nsf.gov/news/news_ summ.jsp?cntn_id=115434＆org=OLPA＆from= news

原文題目:Scientists create first three-dimensional global map of electrical conductivity in Earth's mantle

(中國科學院國家科學圖書館蘭州分館/中國科學院資源環境科學信息中心 李 娜 編譯)

(譯者電子信箱，李 娜:lina@llas.ac.cn)

P315;

D;doi:10.3969/j.issn.0235-4975.2010.09.002

2009-10-19。