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“与以前认为的不同” - 地球化学家测量地球地幔的组成

时间：2022-02-26 09:25:03 来源：

矿物橄榄石含有熔体夹杂物（黑点），尺寸仅为几微米。地球化学家分离出这些夹杂物并用质谱仪研究了同位素组合物。

地球内部的化学成分是什么？因为无法钻入大约10公里的地球，所以通过熔化地球深入内部形成的火山岩通常提供此类信息。Münster（德国）大学和阿姆斯特丹（荷兰）的地球化学家调查了亚速葡萄牙群岛群岛的火山岩。他们的目标：收集有关地球地幔的组成演变的新信息，这是地球内部大约30到2,900公里之间的层。使用复杂的分析技术，他们发现亚塞尔群岛下方的地幔的组成与先前的思想不同，其中大部分的大部分含有令人惊讶的是几个所谓的不相容元素。这些是化学元素，由于地球的恒定熔化，积聚在地壳中，这是地球的最外层固体层。

研究人员得出结论，在地球的历史上，大量的地球的地幔融化 - 并且最终形成了地壳 - 而不是以前想到的。“为了维持地球地幔和地壳之间的材料预算，地表和地球内部之间的质量助量必须以更高的速度运行，”Münster大学的andreas Stracke表示，他正在进行这项研究。

随着亚速尔斯低于地球地幔内的材料升起 - 并且出乎意料地类似于其上部大部分地区 - 地球整个地幔的组成可能与当前思维不同。“我们的结果已经开辟了一个新的视角，”Andreas Stracke说，“因为我们现在必须重新评估地球最大部分的构成 - 毕竟，地球的地幔占地球数量超过80％。”该研究已在自然地球科学期刊上发表。

背景和方法：

在他们的研究中，地球化学家检查了矿物橄榄石及其熔体夹杂物，即在伐盾症爆发之前在橄榄石结晶期间包封的岩浆。研究人员分离出这些熔体夹杂物的尺寸仅为几微米，化学溶解并分离某些化学元素。这些元素在其寿命期间和地球内部的终身和上升期间改变了数千千克甚至数千千万年。

研究人员用高度敏感的质谱仪分析了熔体的同位素组成。这些方法允许测量元素中不同原子的相对丰度 - 所谓的同位素。“由于我们的测量的高效率，我们能够分析一亿克这一元素的同位素组成，”来自Münster大学的矿物学博士博士·菲利克斯博士（Müners）博物大学进行了大部分分析工作。通过这种方式，研究人员间接地获得了关于地球地幔中材料的组成的信息：同位素分析表明它含有少数钐和钕等稀土元素，还含有化学上类似的元素，例如钍和铀。

“在不同地区的火山岩中的类似地球化学数据的基础上，例如”夏威夷，地球的其他部分的地幔也可能含有更高比例的材料，这些材料在不相容的元素中强烈耗尽，“Andreas Stracke说。研究人员认为，这种全球赤字可以通过较高的回收地球不相容的元素的富含元素的地壳来补偿，回到地球的地幔。随着他们的继续研究，研究人员希望通过调查来自全球其他火山岛的样品来确认他们的工作假设。

资金：

该研究已收到德国研究基金会的财政支持，并从国际研究网络“Europlanet 2020 RI”，通过欧盟的“Horizo​​ n 2020”计划资助。

参考：

Andreas Stracke，Felix Genske，Jasper Berndt和Janne M. Koornneef，2019年9月16日，自然Geoscience.doi：
10.1038 / s41561-019-0446-z


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