科技日?qǐng)?bào)記者 吳長(zhǎng)鋒
記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校地球和空間科學(xué)學(xué)院吳忠慶教授課題組與合作者合作，發(fā)現(xiàn)下地幔最大的低速異常體——位于非洲和太平洋板塊底下的大型低剪切波速省（LLSVPs），可能起源于地球早期巖漿海演化，相關(guān)成果日前在線發(fā)表在國(guó)際綜合學(xué)術(shù)期刊《自然通訊》上。
圖片來自中國(guó)科大
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。近年來發(fā)現(xiàn)在下地幔存在包括大尺度（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省（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，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，地球內(nèi)部的板塊可以俯沖至地球深部甚至核幔邊界，將洋殼帶至地幔深部，從而可能導(dǎo)致下地幔形成化學(xué)物質(zhì)不均一性。課題組早前的研究表明，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，能夠很好地解釋地震學(xué)觀測(cè)到的下地幔小尺度散射體和大尺度高速異常體，但不可能導(dǎo)致LLSVPs的低剪切波速。
科研人員通過綜合研究表明，在下地幔發(fā)現(xiàn)的多尺度不一的異常體可能有不同的來源。小尺度散射體和大尺度高速異常體主要來源于俯沖洋殼物質(zhì)，而位于非洲和太平洋板塊底下的大型低剪切波速省（LLSVPs）很可能是由于早期巖漿演化形成的含三價(jià)鐵布里奇曼石分解成極度富三價(jià)鐵布里奇曼石導(dǎo)致的。
這一研究成果將對(duì)地球深部結(jié)構(gòu)、層圈相互作用和內(nèi)部揮發(fā)分的遷移與作用等方面產(chǎn)生重要影響。
編輯：張爽
審核：王小龍
