关于地幔和地核形成的几种假说

根据地震波传播的特征,固体地球可分为地壳、地幔和地核三层.地壳的厚度从几公里到几十公里;地幔从地壳底一直延伸到2900公里左右的深度;地幔的下面是地核.三者的体积分别为地球总体积的1.6%、82.2%、16.2%.地幔和地核占地球的绝大部分.虽然它们不出露地表,但地表的一些大尺度现象,如地壳运动、海陆形成、地磁场和日长的变化等等,都与地幔和地核的形成有关.地幔和地核的形成又是地球起源学说中的一个重要内容.所以,近二十年来,国外对地幔和地核的形成问题做了不少工作,提出了很多假说.     

中国东部地幔包体的氦同位素组成及其地幔地球化学演化意义

近来对不同幔源包体,特别是大陆幔源包体的氦同位素组成研究表明,地幔氦同位素组成的变化反映了地幔的演化历史,为我们进一步认识海洋地幔和大陆地幔的地球化学演化提供了独特而又极其重要的线索。本工作首次对中国辽宁宽甸、吉林辉南和河北汉诺坝玄武岩中地幔包体的氦同位素组成进行了研究,结合其他地球化学研究结果,为我们解释中国东部大陆地幔的地球化学演化提供了重要的理论依据。     

范式革命:玄武岩记录有喷发时岩石圈厚度的信息,没有地幔潜在温度的记忆

玄武岩是地球上最丰富的岩浆岩,人们通过对玄武岩的岩石学和地球化学研究来推演地幔的热结构和地幔元素及同位素组成,并探讨局部和整个地球的化学分异过程.在20世纪60年代以前人们还不清楚地幔是由橄榄岩组成的,其部分熔融产生玄武岩岩浆.我们今天对地幔及地幔熔融的认识要归功于实验岩石学研究[1～5].然而,有关地幔部分熔融的机制...     

地壳下有山谷

美国加利福尼亚技术学院、哈佛大学与麻省理工学院的地球物理学家运用地震层析X射影技术,绘制出了地球内部的地图,从而发现在地下3200公里的深处分布着广袤的高山与峡谷.这些山谷由熔岩构成,分布在地球液态地心与半熔融态地幔之间的边界处,与这两层犬牙交错,忽高忽低.已经测得到一条山脉高10公里,长达近万公里,还有一条峡谷的深度与长度与此相近. 先前地球物理学家一直认为地心是一个表面光滑的液态球体.新的发现有助于解释为什么地球的     

地球的构成

加利福尼亚大学伯克里分校的科学家已鉴定出地球最富藏的矿物是硅酸镁钙钛矿,其化学式为MgSiO_3。几乎一半地球是由该矿物构成的。其大部分沉积物位于地幔的下部,从地下600公里一直到2800公里深处,在此深度的温度约为2000K到2500K。已发现此种钙铁矿能耐此高温,其熔点约为3000K。这一研究有助于测定整个地幔的温度并查明在45亿     

地球动力学研究中的几个问题

本文对地球动力学研究中几个感兴趣的问题进行了分析讨论:首先,从三个方面讨论了地幔对流问题,地幔对流学说可能不适用于地球的现演化阶段;其次,基于地幔柱学说提出了一种地幔物质运动模型;最后,涉及了液态外核问题,对其进行了简单的分析和讨论.     

地幔柱存在的依据

从一些成熟的观察我们可推测地幔中至少有几个地幔柱, 这并不需要什么假设. 的确, 如果我们对地球早期热状态的假设合理的话, 那么用成熟的定量流体动力学模型不难预测地幔柱的存在. 一些其他重要的观察, 特别是溢流玄武岩和裂谷有关的岩浆活动, 也被证实与物理推论基本一致. 最近有人宣称用地震层析成像方法探测到地幔柱, 这应该说是地幔柱存在的最直接证据, 但地幔柱尾部很难被检测到, 因此该探测结果尚须进一步检验. 尽管地幔柱假说的可行性仍存在重要问题, 但地幔柱假说似乎很值得继续研究. 尽管如此, 许多与板块无关的岩浆活动与地幔柱的关系并不清楚或可能无关. 最近的研究表明化学组成造成的浮力变化会使得地幔柱动力学变得更复杂. 这可用以解释比纯热地幔柱更宽泛的现象, 包括“无柱头”的热点轨迹.     

地心深处的生命保护伞

从实际效果来看,位于我们脚下6 380 km的地心,要比太阳系边缘更加"遥远".一种高密度新矿物的发现,让科学家意识到地幔比原先想象的更加活跃,并为人类解释地球的历史提供了一条新线索.     

地幔是由什么组成的?

橄榄岩是主要成分已成定论众所周知,地球为地壳、地幔、核这三层构造。那么,橄榄石又是什么呢? 一般认为,地球的大约一半即地壳和地幔是由岩石组成的。因此,地幔是由称为橄榄岩的岩石,或者以橄榄岩为原料的物质构成的,这在目前已成定论。所谓橄榄石就是组成这种橄榄岩的最重要的矿物。所以,根据该定论,可以说橄榄石才是地幔的主要成分。     

地球科学与非线性科学

地球系统包括岩石圈、水圈、气圈、生物圈.人类活动、气候和环境变化已迫使科学家研究这四大圈的相互作用.将地球科学和非线性科学联系起来主要有三个方面:(1)地球系统跨越很宽的时空尺度.从湍流到地幔对流,从植物的季节性循环到地球和生命的起源,其时空尺度跨越10~9量级以上.     

中国东部裂谷系地幔脱气的氦同位素证据

大气中发现的放射性成因(~40)Ar和(~4)He被认为是地球内部放射性元素(如铀、钍等)自然衰变的产物经地球脱气进入大气圈的.稀有气体同位素组成及其相对比值是地球脱气理论和地幔地球化学演化很重要的地球化学指标,据此提出了地球脱气的连续性模式和突变性模式.地球脱气在时间上有突变性,在地理位置或大地构造位置上具不均匀性.大陆裂谷、大洋中脊、火山岛孤是地球脱气通量最大的地带.地球裂谷带不仅有大量挥发分从地球深部向外逃逸,而且有大量地球深部岩浆和热向上逸出.本文根据三十多个氦同位素数据和其他地球化学、地质学资料来讨论中国东部大陆裂谷地幔的脱气.     

为什么

地壳、地幔和地核是如何发现的? 大家知道,地球分为地壳、地幔、地核3部分。对地球结构的这一基本认识,来源于地震研究 地震时,地震波向四面八方辐射,沿不同路径扫遍全球,就像一盏明灯,照亮了地球内部。 地震波分为纵波(P波)、横波(S波)和面波,它们具有不同的传播方式和传播速度。受地球内部介质和层面的影响,地震波在传播过程中会产生速度变化和折射、反射等现象,因此地震波携带着地球内部其传播     

地磁倒转的原因是什么?

地磁倒转是地球演化史上的全球性重大事件.由于对地球内部物质和运动的认识不足,目前我们尚不清楚地磁倒转的确切原因.不过,相关研究也取得了明显的进展,现在已经知道地磁场是由地球外核的磁流体发电机过程所产生,数值模拟和实验已能再现一个与地磁场时空特征相似的磁场,并从中发现了磁场的自发倒转现象.由于数值模拟和实验的近似程度远未达到地球的真实情况,地磁倒转的自发性目前还不能予以确认.近年来的研究发现,虽然地磁场起源于地球外核,但其他圈层的物性参数分布和运动,如下地幔和地核的电导率分布、地幔对流、板块运动、内核生长等因素都影响或控制着地磁倒转的过程和频率,这些外部因素是否是引起地磁倒转的原因需要进一步的研究.本文简要介绍了地磁场的时空特征和形成机制,评述了地磁倒转的研究进展,并指出在深入探知地球内部信息的基础上,将地球各圈层的相互作用等因素进行统一考虑,构建综合性模型,是未来地磁场及其倒转机制研究的方向.     

话说南极地质

地球科学家告诉我们,行星地球的结构就像一个鸡蛋,但比鸡蛋更圆些。我们脚下的岩石属于地壳,平均厚度30～40千米,而大洋底的地壳仅仅厚10千米。地壳下面是地幔,地幔的上层部分是固态的,与地壳一起统称为岩石圈。岩石圈大约厚100多千米,但与地球半径     

我国东南沿海地区地幔流体性质及其意义

地幔流体在研究地幔物质成分、交代作用、部分熔融等深部地球化学过程的重要性,已越来越受到重视.由Roedder定义的地幔流体包括熔体和挥发分两者在内(主要是CO_2、硅酸盐熔体、硫化物熔体).Roedder首先发现地幔岩中原生和次生两类CO_2流体包裹体,彭礼贵报道了阿尔卑斯型橄榄岩中又一类全晶化岩浆包裹体,其成分相当于超镁铁质橄榄岩.     

地球上的贵金属来自球粒陨星

你手上带的金戒指可能不是由地球上的物质材料制成的 ,按照德国一学者的研究结果 ,地球壳层上所含的金和铂可能是在地核形成之后从陨星上落下来的 .　　现代科学认为 ,地球是 45亿年前由一团尘埃气体云凝聚而成的 ,该云团含有的成分与一种叫做球粒陨星的石质陨星的成分相同 .经过约 5千万年 ,密度大的熔融金属向云团中心沉降 ,形成以铁为主要成分的地核 ,浮荡在地核之上的熔融的硅酸盐岩石冷却后变成了地幔 .　　但地幔和地球外层的地壳存在着一个使人难以理解的异常现象 :两者所含的金和包括钯在内的铂族元素的份额相当多 ,这些元素被铁吸…     

钻探勘察加-鄂霍茨克海基底:检验地幔柱假说的最终途径

<正>有关地幔柱的激烈辩论已有15年了~([1~7]).这个辩论的核心问题是:地幔柱是否存在,是否真正是地球热演化的一种重要动力学方式,还是人们用来方便解释某些地质现象的需要~([3])近年来的研究发现之前不少所谓的地幔柱并非地幔柱,而是一些零散的地幔熔融异常.尽管如此,这个辩论进展缓慢,远未达到共识.究其原因,障碍在于缺乏实质性的交流,往往是人云亦云.不少研究地幔柱的人对地幔柱假说的核心含义并不清楚,也有不少人并不明白岩石学、地球化学和地     

地球内部的气态圈层

人类对宇宙空间的探索,无论从深度和广度上讲都很深远.空间研究的距离可以延伸到几十亿光年.但对半径只有六千三百多公里的地球来说,通过钻探直接研究的深度还不超过10公里,而且只是研究了为数很少的一些钻孔而已.通过间接手段研究地球内部结构,最主要最有效的方法莫过于借助穿过地球内部的地震波了.根据地震波速的研究,传统的理论认为地球内部分为三个圈层:地壳、地幔和地核.     

地热——来自地下的绿色能源

地球由地壳、地幔和地核组成,它是一个巨大的地热库,越往下温度越高。地热是指地球内部蕴藏的能量。从地球表面往下正常增温梯度是1 km增加25℃～30℃,地下40 km处温度可达1 200℃,地球中心温度可达6 000℃。据科学家推算,仅地下10 km厚的一层储热能就达1 050万亿亿kJ,相当于9 950万亿t标准煤所释放的热量。用钻探手段把地下几千米的热水抽到地表,这就是地热资源开发。     

无处不在的地热能

<正>地热是来自地球内部的高温热能。与其他行星相比，地球是一颗名副其实的“热星”。一种看法认为，地球刚形成的时候，温度非常高，俨然一颗“火球”。随着时间的推移，地表逐渐冷却，但它内部仍然保留着大量的热能。与此同时，地球内部存在着很多放射性同位素，它们无时无刻不在产生热量，不断地加热着地球。地球是外温而内热的。它的内部可以分为三层：地壳、地幔和地核。从地表往下到地壳、