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標題: 隱沒海洋地殼經由地幔柱重返地表 [打印本頁]

作者: k6305791130 時間: 2015-1-9 08:58 AM 標題: 隱沒海洋地殼經由地幔柱重返地表

本帖最後由 k6305791130 於 2015-1-9 04:46 PM 編輯

圖一當板塊隱沒、並進入下地幔後，當中的海洋地殼(淺藍色)有可能與構成LLSVP的原始物質(橘色有深紅色長點點)混合。地幔柱形成於LLSVP上方，經過地幔後，在地表噴發。洋島玄武岩中的氦同位素比值有很大的差異如上框框內的長條圖，而純海洋地殼的氦同位素比值偏大、原始物質的值較小。本文介紹的研究，其結果顯示洋島玄武岩複雜的化學成分，可經由海洋地殼與原始物質以不同程度的混合產生。Credit: Deschamps, 2014。

根據數值模擬結果，科學家認為：洋島火山熔岩的複雜化學組成，是來自隱沒的海洋地殼在地幔深處與原始地幔物質混合後，再經由地幔柱傳送到地表來。

地幔柱（mantle plume）是理論上地球內部較熱的岩石穿過地幔、向上往地表移動形成柱狀的構造，就像煙順著煙囪向上排出一樣。當地幔柱接觸地表時，可能形成”熱點”（hot spot）、帶來活躍的火山活動，若其接觸洋底盆地，則形成火山島，比如夏威夷群島。目前認為地幔柱起源於地球地幔深處、很有可能是在原始物質儲存庫LLSVPs（large low-shear-velocity provinces）[註一]上方，因此分析熱點火山島的熔岩（洋島玄武岩），有助於了解地球深處的組成與活動。

根據稀有、微量元素分析，科學家發現在洋島玄武岩內，除了含有原始地幔物質外，還有不同年齡海洋地殼的成分[圖一]。科學家認為LLSVPs為密度較大、且原始的地幔物質所組成，是在早期地球形成時存留下來，很可能於地幔對流的過程中被掃進上湧的地幔柱。至於海洋地殼，則在隱沒後被回收到地球內部，但是究竟如何進入地幔柱、再重現地表則不得而知。

美國亞利桑那州立大學博士M. M. Li領導的研究團隊，以電腦模擬來看在LLSVP的原始地幔物質、隱沒的海洋地殼與地幔柱間的交互作用。他們觀察到有些隱沒海洋地殼直接加入上升的地幔柱，還有一定比例的海洋地殼會被捲入原始物質儲存庫中、並與其混合，因此，這個研究結果可以說明在洋島玄武岩中所觀察到複雜的化學組成、及不同年齡的海洋地殼成分[圖二][註二]。這個研究已發表在五月的Nature Geoscience期刊上。

雖然我們無法進入地球，去直接觀察底下發生了什麼事，但現在憑著對基本物理的認識，地幔對流的過程也須遵守物理守恆律，如質量、動量、能量守恆，此研究的數值模擬即是以求解方程式來了解地幔的動力過程，若能與真實的觀測與採樣結果在定性甚至定量上相呼應，這代表我們對地球內部地幔對流又多一點認識。

圖二地幔成分隨時間演化圖。時間從圖a往e前進。圖a-c僅呈現LLSVP(綠色，較原始的物質)的上部。d-e為整體的LLSVP。紅色箭頭為地幔流向。圖a顯示隱沒海洋地殼(黃色)直接進入上升的地幔柱。圖b為隱沒海洋地殼堆積在LLSVP上方、地幔柱的底部，之後被捲入LLSVP(圖c)。Credit: Li et al, 2014。

註一：LLSVPs（large low-shear-velocity provinces）是下地幔特殊的大型構造，並坐落在核幔邊界上。在此區域內，S波傳遞的速率較慢，與周圍地幔有速度變化的明顯邊界。目前發現有兩個LLSVPs，分別在太平洋與非洲大陸下方，它們的寬度有5000km、高度在前者約有400~500km，後者則高達1000km。目前推測構成的物質較周圍地幔的密度較大，很可能是早期地球形成時所遺留下來的，因此被認為是原始物質的儲存庫。另一種同樣位於核幔邊界上的ULVZ（請見新聞逐漸消失的地球密室），則位於LLSVPs的邊緣。

作者: ~巽影~ 時間: 2015-1-9 02:43 PM

這是甚麼??看不懂
求高手幫忙講解

作者: p0527p 時間: 2015-1-10 01:11 PM

看不懂....
求高人給結論....
專業知識啊....

作者: k6305791130 時間: 2015-1-11 10:02 AM

~巽影~ 發表於 2015-1-9 02:43 PM
這是甚麼??看不懂
求高手幫忙講解

撇開專有名詞簡單來說，其實就是在坦討國高中地科大家都有學到的，我們知道板塊和板塊的交接處，會有隱沒的板塊，而這篇就是在討論隱沒的板塊物質是怎麼回到地表

作者: greatsuccess 時間: 2015-1-12 09:54 AM

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作者: 尹昶翰 時間: 2015-1-15 09:13 PM

還是不明白有點複雜....

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