免费的欧美A级片_日本中文字幕免费喷奶水_亚洲一本大道中文在线_亚洲一本大道中文在线

国产成人亚洲欧美91_在线看片免费人成视频丨_久久免費视频精品_在线观看网站深夜免费A√

加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

首頁 > 科研進(jìn)展

中國科大等在地球深內(nèi)部物質(zhì)和結(jié)構(gòu)異常成因研究中取得進(jìn)展

2020-01-14 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)

【字體：大中小】

語音播報(bào)

　　了解地球的物質(zhì)組成對(duì)理解地球起源、演化與動(dòng)力學(xué)過程至關(guān)重要。地球內(nèi)部圈層可大致分為地殼、上地幔、下地幔和地核。下地幔是地球內(nèi)部最重要的圈層之一，深度范圍約為660-2900公里，其體積和質(zhì)量占比高達(dá)55%和52%，是地球演化的壓艙石。雖然很難獲得來自下地幔的樣品，但是地震波具有穿透整個(gè)地球的能力，從而提供了地球深內(nèi)部結(jié)構(gòu)探測的關(guān)鍵手段。近年來，隨著地震波觀測、分析與模擬技術(shù)的發(fā)展，地震學(xué)者發(fā)現(xiàn)在下地幔存在許多尺度不一的異常體，包括大尺度（幾百至上千公里）的高速和低速異常體和小尺度（幾公里）的散射體。尤為著名的低速異常體是位于非洲和太平洋板塊底下的大型低剪切波速?。?/span>LLSVPs），其橫向和徑向尺度可達(dá)上千公里。這些異常體的成因?qū)斫獾厍騼?nèi)部結(jié)構(gòu)與物質(zhì)組成起著關(guān)鍵的作用，對(duì)制約地球起源和動(dòng)力學(xué)演化亦為重要，是地球科學(xué)研究的熱點(diǎn)與前沿問題。

　　和其它類地行星相比，地球具有一個(gè)非常獨(dú)特的特點(diǎn)——板塊運(yùn)動(dòng)和俯沖。板塊可以俯沖至地球深部甚至核幔邊界，從而在下地幔形成化學(xué)物質(zhì)不均一性。俯沖洋殼是俯沖大洋巖石圈最上面一層的硅酸鹽物質(zhì)，相比于正常地幔，其更富含SiO₂，很可能是下地幔不均一性的主要來源。目前，關(guān)于下地幔的異常主要由地震波速表征，因此，開展俯沖洋殼在下地幔溫度和壓強(qiáng)條件下的波速特征研究具有關(guān)鍵的意義。

　　下地幔的壓強(qiáng)和溫度可達(dá)130GPa和3000K。在下地幔高溫高壓條件下，俯沖洋殼主要是由布立基曼石、SiO₂相、含鋁相和鈣鈣鈦礦組成。通過高壓實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確測量礦物在下地幔溫壓條件下的波速十分困難，因此數(shù)據(jù)十分有限。而基于第一原理的礦物物理學(xué)計(jì)算在研究不同元素、多種礦物組合的波速方面，具有靈活、高效的優(yōu)勢。吳忠慶課題組在早些年發(fā)展了一種基于第一性原理的高溫高壓彈性和波速計(jì)算方法，計(jì)算效率有數(shù)量級(jí)的提升。經(jīng)過數(shù)年的研究積累，該課題組確定了俯沖洋殼在下地幔溫壓條件的波速和密度特征（圖1）。研究結(jié)果表明，洋殼的波速隨深度變化而變化：在斯石英相變成CaCl₂-型石英的深度區(qū)間，洋殼表現(xiàn)為低波速，橫波波速異常高達(dá)-10%；在更深處，洋殼則表現(xiàn)為高波速，橫波波速異常約1.5-2.5%。這意味著LLSVPs的低剪切波速不太可能是洋殼導(dǎo)致，而地震學(xué)層析成像發(fā)現(xiàn)的下地幔高速體很可能反映了洋殼的堆積。因此，俯沖洋殼在下地幔并非簡單地表現(xiàn)為高速或者低速，而是取決于深度。俯沖洋殼可以很好地解釋下地幔下部的高速異常體和在整個(gè)下地幔發(fā)現(xiàn)的散射體（圖2），這項(xiàng)成果為進(jìn)一步研究下地幔物質(zhì)異常和動(dòng)力學(xué)過程提供了關(guān)鍵認(rèn)識(shí)。

　　論文共同第一作者為王文忠和徐印涵，近期博士畢業(yè)于吳忠慶研究組；王文忠和吳忠慶為論文共同通訊作者；中國科大為該論文第一單位。該工作由中科院先導(dǎo)專項(xiàng)、科技部“973”項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助。

　　文章鏈接

圖1 （a）（b）（c）俯沖洋殼的波速和密度；（d）（e）（f）俯沖洋殼相對(duì)于正常地幔（PREM）的波速和密度異常

圖2 俯沖洋殼與下地幔波速異常體的關(guān)系示意圖

　　近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院教授吳忠慶課題組與教授孫道遠(yuǎn)以及中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院研究員倪四道合作，發(fā)現(xiàn)俯沖至下地幔的洋殼物質(zhì)具有明顯不同于周圍地幔的波速和密度，且波速和密度異常依賴于深度，能夠很好地解釋地震學(xué)觀測到的下地幔小尺度散射體和大尺度高速異常體，表明俯沖洋殼是地球深部物質(zhì)不均一性的重要來源。該研究以Velocity and density characteristics of subducted oceanic crust and the origin of lower-mantle heterogeneities 為題在線發(fā)表在國際綜合學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》（Nature communications）上。
　　了解地球的物質(zhì)組成對(duì)理解地球起源、演化與動(dòng)力學(xué)過程至關(guān)重要。地球內(nèi)部圈層可大致分為地殼、上地幔、下地幔和地核。下地幔是地球內(nèi)部最重要的圈層之一，深度范圍約為660-2900公里，其體積和質(zhì)量占比高達(dá)55%和52%，是地球演化的壓艙石。雖然很難獲得來自下地幔的樣品，但是地震波具有穿透整個(gè)地球的能力，從而提供了地球深內(nèi)部結(jié)構(gòu)探測的關(guān)鍵手段。近年來，隨著地震波觀測、分析與模擬技術(shù)的發(fā)展，地震學(xué)者發(fā)現(xiàn)在下地幔存在許多尺度不一的異常體，包括大尺度（幾百至上千公里）的高速和低速異常體和小尺度（幾公里）的散射體。尤為著名的低速異常體是位于非洲和太平洋板塊底下的大型低剪切波速?。↙LSVPs），其橫向和徑向尺度可達(dá)上千公里。這些異常體的成因?qū)斫獾厍騼?nèi)部結(jié)構(gòu)與物質(zhì)組成起著關(guān)鍵的作用，對(duì)制約地球起源和動(dòng)力學(xué)演化亦為重要，是地球科學(xué)研究的熱點(diǎn)與前沿問題。
　　和其它類地行星相比，地球具有一個(gè)非常獨(dú)特的特點(diǎn)——板塊運(yùn)動(dòng)和俯沖。板塊可以俯沖至地球深部甚至核幔邊界，從而在下地幔形成化學(xué)物質(zhì)不均一性。俯沖洋殼是俯沖大洋巖石圈最上面一層的硅酸鹽物質(zhì)，相比于正常地幔，其更富含SiO2，很可能是下地幔不均一性的主要來源。目前，關(guān)于下地幔的異常主要由地震波速表征，因此，開展俯沖洋殼在下地幔溫度和壓強(qiáng)條件下的波速特征研究具有關(guān)鍵的意義。
　　下地幔的壓強(qiáng)和溫度可達(dá)130GPa和3000K。在下地幔高溫高壓條件下，俯沖洋殼主要是由布立基曼石、SiO2相、含鋁相和鈣鈣鈦礦組成。通過高壓實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確測量礦物在下地幔溫壓條件下的波速十分困難，因此數(shù)據(jù)十分有限。而基于第一原理的礦物物理學(xué)計(jì)算在研究不同元素、多種礦物組合的波速方面，具有靈活、高效的優(yōu)勢。吳忠慶課題組在早些年發(fā)展了一種基于第一性原理的高溫高壓彈性和波速計(jì)算方法，計(jì)算效率有數(shù)量級(jí)的提升。經(jīng)過數(shù)年的研究積累，該課題組確定了俯沖洋殼在下地幔溫壓條件的波速和密度特征（圖1）。研究結(jié)果表明，洋殼的波速隨深度變化而變化：在斯石英相變成CaCl2-型石英的深度區(qū)間，洋殼表現(xiàn)為低波速，橫波波速異常高達(dá)-10%；在更深處，洋殼則表現(xiàn)為高波速，橫波波速異常約1.5-2.5%。這意味著LLSVPs的低剪切波速不太可能是洋殼導(dǎo)致，而地震學(xué)層析成像發(fā)現(xiàn)的下地幔高速體很可能反映了洋殼的堆積。因此，俯沖洋殼在下地幔并非簡單地表現(xiàn)為高速或者低速，而是取決于深度。俯沖洋殼可以很好地解釋下地幔下部的高速異常體和在整個(gè)下地幔發(fā)現(xiàn)的散射體（圖2），這項(xiàng)成果為進(jìn)一步研究下地幔物質(zhì)異常和動(dòng)力學(xué)過程提供了關(guān)鍵認(rèn)識(shí)。
　　論文共同第一作者為王文忠和徐印涵，近期博士畢業(yè)于吳忠慶研究組；王文忠和吳忠慶為論文共同通訊作者；中國科大為該論文第一單位。該工作由中科院先導(dǎo)專項(xiàng)、科技部“973”項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助。
　　文章鏈接
　　圖1 （a）（b）（c）俯沖洋殼的波速和密度；（d）（e）（f）俯沖洋殼相對(duì)于正常地幔（PREM）的波速和密度異常
　　圖2 俯沖洋殼與下地幔波速異常體的關(guān)系示意圖

打印