构造板用来沉沦得多

麻省理工学院的新研究揭示了古代地球覆盖着更高的地幔温度，这在拉下行星地壳的碎片时更有效率。

板块构造已经形成了数十年的地球表面：大陆和海洋地壳已经推动并互相拉动，不断重新排列地球的外观。作为两个巨大的板碰撞，可以在一个名为俯冲的过程中在另一个过程中使其在另一个方面载玻片。然后，底板的板坯通过地球的粘性地幔滑落，就像通过蜂蜜池的扁平石头一样。

在大多数情况下，今天的底板平板只能沉入到表面以下约670公里，在地幔的化妆品从蜂蜜般的一致性转动到糊状物中，因为大多数平板太密集地渗透进一步。科学家们怀疑这种密度过滤器存在于地球大部分历史中的地幔中。

然而，现在，麻省理工学院的地质学家发现，该密度边界在古代地球的地幔中，30亿年前在古老的地幔中不那么明显。在一篇文章中，研究人员注意到，古代地球覆盖了一个高达200摄氏度的地幔，比今天的温度更加温暖 - 在整个整个整个整个均匀，较少的浓密材料的温度地幔层。

研究人员还发现，与当今的岩石材料相比，古代地壳由富含铁和镁丰富的更密集的东西组成。更热的地幔和密集岩石的组合可能导致底板板一直沉入地幔的底部，表面2,800公里，在地球核心上形成一个“墓地”的板坯。

它们的结果绘制了比今天发生的次拍的薄膜非常不同的画面，并表明地球的古老地幔在绘制了地壳的地壳的碎片中更有效。

“我们发现大约30亿年前，悬浮的板块仍然比周围的地幔更密集，即使在过渡带，也没有浮力观点的理由为什么板条应该被困在那里。相反，他们应该总是沉过的，这是一个不太常见的情况，“麻省理工学院地球部门，大气和行星科学部（EAPS）中的研究生Benjamin Klein说。“这似乎表明，在地球的历史中，在地幔对流和板块构造过程发生的方面存在一个大的变化。”

Klein的共同作者是Oliver Jagoutz，EAPS副教授，以及树林洞海洋学机构的马克斯。

温差

“这是在地球历史中真正始于地球历史上的开放问题，”Klein说。“普遍共识，它可能在至少30亿年前恢复。这也是大多数模型建议地球在最热门的时候。“

大约在30亿年前，地幔可能比今天更温暖了150-200℃。Klein，Jagoutz和Behn调查了地球内部的热温是否差异，如何通过地幔运输。

“我们的工作开始就像这个思想的实验一样说，如果我们知道温度更热，那么这种情况如何调制构造看起来像什么，而不会改变它批发？”Klein说。“因为之前的辩论是这个二进制论点：无论是板块构造，还是没有，我们建议之间有更多的空间。“

“密度翻转”

该团队进行了分析，假设板块构造的假设确实塑造了30亿年前的地球表面。他们希望在当时与周围地幔的密度进行比较底板板的密度，其差异将决定平板有多远。

为了估算古代板坯的密度，Klein编制了一个超过1,400人之前分析了现代岩石和柯马蒂斯的样本的大型数据集 - 大约30亿年前的经典岩石类型，但今天不再生产。与今天的海洋外壳相比，这些岩石含有更高量的致密铁和镁。Klein使用每种岩石样品的组成来计算典型的底板板的密度，既有现代日和30亿年前。

然后，他估计了现代与古代窗格平板的平均温度，相对于周围地幔的温度。他推出了板坯槽的距离不仅取决于其密度而且相对于地幔的温度：较冷的物体是相对于周围的环境，越来越快，它应该下沉。

该团队使用热力学模型来确定每个窗格平板的密度曲线，或者在鉴于地幔的温度下，它们从其他人的估计和平板温度的模型中吸收时，其密度如何变化。从这些计算中，它们确定了每个板坯将比周围的地幔变得较少的深度。

此时，它们假设应该发生“密度翻转”，使得板坯不得能够沉入这种边界。

“似乎是这种关键的过滤器和控制板的运动，因此对马特的对流，”Klein说。

最后的休息场所

该团队发现，其估计在现代地幔中发生这种边界的位置 - 下表面下方约670公里 - 同意当今这种过渡带的实际测量，确认它们的方法也可能准确估计古代地球。

“今天，当板坯进入地幔时，它们比上下地幔中的环境披风更密集，但在这种过渡区，密度翻转，”克莱因说。“所以在这个小层内，板坯少于披风，很乐意留在那里，几乎漂浮和停滞不前。”

对于古老的地球，30亿年前，研究人员发现，因为古代地幔比今天更热，而且平板更加密度，不发生密度翻转。相反，底板板将直接沉入地幔的底部，在地球核心之上建立他们的最终休息位置。

JAGOUTZ表示，结果表明，在30亿年前的某个时间和今天，随着地球内部冷却，地幔从一层对流系统切换，其中板坯从地幔的上层自由流动地流动到两个 - 层配置，板坯具有更难的时间渗透到下部地幔。

“这表明，当行星开始冷却时，这种边界，即使它总是在那里，变得更加深刻的密度过滤器，”Jagoutz说。“我们不知道将来会发生什么，但在理论上，地球可能从一个层次对流的一个主导政权达到两个。这就是整个地球演变的一部分。“

这项研究部分由国家科学基金会资助。

出版物：Benjamin Z.Klein，等，“Archean Crustal Companys促进完整的地幔对流，”地球和行星科学信件，2017年; doi.org/10.101016/j.epsl.2017.07.003