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中国科学家探索地球下地幔物质获新突破

发布时间:2020-03-30 17:30:48 阅读: 来源:欧式琉璃瓦厂家

中国科学家探索地球下地幔物质获新突破

近三十年来,人们普遍认为,含有铁元素的钙钛矿物质是构成地球下地幔的主要矿物质。高压先进科学研究中心的研究小组应用最新实验技术,否定了这一认识,相关研究成果发表在24日出版的美国《科学》杂志上。

这一由张莉研究员领导的研究小组发现,地球下地幔的主要矿物质包括两种成分,一是不含铁元素的钙钛矿,另一种是富含铁元素的六方体结构的新相。

具体而言,就是含铁的硅酸盐钙钛矿在下地幔深部相对应的温度、压力条件下,会分解为无铁元素的钙钛矿和一种六方体结构相,其中六方体结构相属于首次发现。

这一研究改变了过去30年来对下地幔矿物质组成的认知,将人们对地球内核深处的认识向前推进了一步,原有的地球动力学模型需要根据新的矿物模型重新建立。34岁的张莉说。

据介绍,这一突破性新发现得益于高强度的同步辐射x光与激光加温的金刚石压砧高压技术的完美组合。即在压力95-101万大气压和温度1900-2100摄氏度的条件下,终于发现钙钛矿里的铁元素会逐渐消失,并出乎意料地观测到具有六边形结构的新相形成。

张莉表示,为了解开新相之谜,研究小组采用了最新的分析方法来确定矿物在高温高压条件下的成分和结构。未来还需要运用岩石学、矿物物理学、地球化学、地震学、地球动力学等多学科知识进一步探索,解开地幔深部之谜。

下地幔占到地球一半以上的体积,从深约670千米的过渡带到底部2900千米深度的核幔边界。

高压先进科学研究中心于2012年9月开始筹建,重点开展以压缩科学研究为主攻方向的多学科基础研究,涉及高压物理、高压化学、材料学以及地球科学等。鲁萌 吴宇

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