Hottest, Most Buoyant Hotspots Draw From Primordial Reservoir Deep In The Earth
碧玉konter,旁边的岩石疏通,采样潜艇热点火山。 (由瓦莱丽芬雷照片, 马诺阿)

地球的地幔的地壳和外部之间的层核心是家庭对原始汤比月亮更老。主要成分之一是氦3(HE-3),在恒星大爆炸和核聚变反应的痕迹。和地幔是它唯一的陆地源。

科学家研究火山的热点,像我们的夏威夷群岛,发现相对于氦-4高氦-3(他-3/4)在一些羽毛,从地球深部地幔可能含有这种原始的材料上涌的。 2012年研究报告 碧玉konter地质学家在大学 夏威夷 马诺阿 海洋与地球科学与技术学院和托尔斯滕贝克尔 德克萨斯州大学奥斯汀分校 提出了这样的热点和地震波通过地球内部移动的速度之间的相关性。

通过这项研究的启发, 加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校 地球化学家马修·杰克逊联手konter和贝克尔表明,仅与最慢波速的热点地区从地球历史早期形成的原始贮存器抽取。他们的研究结果在本周出现在杂志 性质.

地震波的速度揭示深部地幔的性质

“我们使用的地震波通过其下方的大地上旅行浅幔率的地震地壳做出关于更深层次的地幔的推论,”杰克逊在副教授加州大学地球科学与主要作者圣巴巴拉部门表示目前的研究。 “在200公里,浅部地幔有地震速度,超过6%,这是一个很大的变化最大。更重要的是,可变性,我们推测涉及到温度,这与他-3相关因素。”

对于他们的研究中,研究人员使用了地球的速度结构的最新地震模型岁和35岁的氦气数据。当他们评估水平高,他-3/4和相关的地震波速度海洋热点,他们发现,这些代表最热的热点,与地震波移动速度慢于他们在寒冷的地区做。他们还分析热点浮力通量,其可以被用于测量多少熔化特定热点产生。在 夏威夷,加拉帕戈斯群岛,萨摩亚和复活节岛以及冰岛,热点具有较高的漂浮水平,证实物理学较热的一个基本规则,更多的浮力。

“我们发现,较高的热点浮力通量,越熔融的热点被生产和越有可能是具有高他-3/4,”杰克逊说。 “较热的羽流不仅具有较慢的地震速度和较高的热点浮力通量,它们也是具有最高他-3/4的那些。这一起都很好的联系,是他第一次-3/4已经与和热点浮力全球浅部地幔速度相关。”

贝克尔指出,相关性并不意味着因果关系“但它是相当漂亮,我们发现了两个很强的相关性,这都指向同一个物理可行的机制:原初的东西得到由最具活力的热上升流优先捡到”

漂浮的羽毛,驱动力

笔者也想知道为什么只有最热,最活跃的羽毛样本高,他-3/4。

“我们想出了 - 这人谁做数值模拟已经暗示了很长的解释时间是,无论这个水库是原始的氦气,它必须是真的密集,使得只有最热门,最具活力的羽毛可以夹带一些它的表面,”杰克逊说。 “这是有道理的,它也解释了为什么一些古老所以可能会在混乱对流地幔生存4.5十亿年。密度对比使得它更可能是古代的氦贮存被保留,而不是混了。”

“由于地球化学和地震学的这种相关性,现在拥有的氦同位素在这项工作中,我们在2012年检查的成分,似乎整体热点地球化学变化将需要重新审查了浮力的角度来看,” konter结束。

-by MARCIE Grabowski的