作者:宗华 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/7/31 20:24:27
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地下熔池成就冰岛火山

 

研究认为,上升然后穿过地幔的热岩柱为冰岛火山提供了原料。

图片来源:ARCTIC IMAGES/Alamy Stock Photo

在地核和地幔之间的边界上有10~20处黏糊糊的岩石团。它们和“地下王国”的其他部分一点也不像。在20多年的时间里,科学家一直在研究这些被称为超低速层(ULVZ)的神秘区域的性质。如今,研究人员对一处位于冰岛地下近3000千米的ULVZ进行了分析,并且最终找到了答案:它们可能是热岩柱的部分熔化的源头。热岩柱能缓慢地上升并且穿过地幔,为火山形成提供原料。

在1996年帮助发现了ULVZ但并未参与最新研究的美国亚利桑那州立大学地震学家Ed Garnero表示,这使得ULVZ成为深层的“指示牌”,从而标记全球热岩柱的底部。“它们会告诉你哪里可能存在热岩柱和上涌流体。”

ULVZ因地震波以极其缓慢的方式穿过它们而得名。一种解释是如果ULVZ由一种不同类型的致密岩石构成——可能富含铁并且在化学性质上和地幔其他部分不同,速度上的下降便能得到解释。

此前研究在ULVZ和夏威夷以及萨摩亚地下的热岩柱之间建立了初步联系。不过,最新研究的作者、加州大学伯克利分校地震学家Barbara Romanowicz表示,冰岛地下的场景提供了更好的画面。这是因为来自不同方向的地震波从该区域下方穿过,并且和太平洋岛屿不同,它可被为位于地球两边的传感器监测到。

Romanowicz团队利用由美国等地的传感器阵列监测到的地震波,更好地确认了ULVZ的位置和形状。他们发现,ULVZ的形状是像碉堡一样的短粗圆柱——直径有800公里、高15千米,并且或多或少地直接位于为冰岛火山提供原料的热岩柱下方。研究人员在日前出版的《科学》杂志上报告了该成果。

Romanowicz介绍说,其团队的成果支持部分熔化场景,因为另一种选择,即ULVZ是化学性质不同的岩石,可能会产生更加不规则的形状并且最终可能不会直接位于热岩柱下方。(宗华)

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