地球化学的岩浆“热点”解释道

夏威夷和冰岛旅游热点地区,原来他们是受地球化学的旅行者。

耶鲁大学的一项新研究表明,在地球的历史上,自然过程推动可测量的地球化学信号从地球深处金属核心,通过其厚,中间层,以及所有的表面,在所谓的新兴岩浆“热点”。

新理论可以回答关于这些热点的本质的长期存在的问题,帮助创造了地球上一些最美丽的地方。

热点,羽毛来自地球深处的岩浆喷发在表面,帮助形成大型火山岛屿,如夏威夷和冰岛。

“岩浆热点最独特的地球化学发现在地球表面,”艾米Ferrick说,一项新研究的主要作者在《美国国家科学院院刊》上。她是一个研究生在耶鲁大学地球和行星科学系的和小君Korenaga实验室的一员,地球和行星科学教授在耶鲁学院的艺术与科学。

“热点从何而来,是什么让岩浆热点如此独特不是完全理解,但研究其地球化学可以给我们线索,“Ferrick说。

其中的一个线索包括钨和氦的同位素发现在这些热点在岩浆结晶。同位素是两个或两个以上类型的原子具有相同原子序数但不同数量的中子。

在岩浆的热点地区,钨和氦同位素的比率是不符合他们的比率在地球的岩石,中间层,称为地幔。相反,发现更深——符合同位素比例在地球的tungsten-rich,金属核心。

传统上,科学界解释了这些同位素比值,尤其是氦同位素比率,表明从地球上一些岩石的中间层只是从未暴露在表面,氦和其他气体逃逸到大气中。

但有一个问题,概念,Ferrick Korenaga指出:地球的地幔对流过程是如此有力,尤其在地球的早期,当温度和部分熔融,不大可能氦可能被困在水库起源于地幔。

在新的研究中,Ferrick Korenaga开发了一个计算机模型显示的钨和氦同位素可以从地球的中心。他们认为同位素扩散、原子的运动在一个材料基于温度和粒子的大小被移动,可以创建一个热点的公路。

“我最初认为扩散可能太慢是有效的,所以我很惊讶当艾米表明,这个过程已经足够解释异常钨和氦组成的海洋岛玄武岩,“Korenaga说。

研究有深远的影响的程度等理解早期地球环境岩浆海洋。它还可以帮助科学家理解在地球内部的演变,已经隐藏了数十亿年。

参考:Ferrick et al。PNAS。2023年。

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