科学家首次绘制地幔电导率全球三维图像*

科学家首次绘制地幔电导率全球三维图像*

家用电器警示标签中通常会注明，水是很好的导电材料。现在，科学家发现，地幔局部电导率的增大很可能意味着地表下含水量的增大。研究人员首次绘制了地幔电导率全球三维图像，他们的研究结果发表在近期的Nature杂志上。

完成此项研究任务的俄勒冈州立大学(OSU)的科学家声称，高导区与俯冲带吻合，此处的构造板块正在向地壳下方俯冲。在这项研究中，他们使用了地幔的电磁感应探测方法。这项技术对于岩石和矿物中相互连通的流体包非常敏感。

美国国家科学基金会(NSF)地球科学部的项目主任Robin Reichlin称，这项研究工作非常重要，因为它是地球内部全球三维地震成像的重要补充，地震成像使用的是地震所产生的声波。科学家可以将这两种方法结合起来使用，以期获得有关地球内部成分变化、含水量变化以及温度变化等方面的更加详尽的信息。

地质学家认为，俯冲板块的温度要比其周围地幔物质的温度低，并且传导性也比它们差。然而，OSU的科学家却提出，这些区域的传导性可能会因为俯冲过程中向下的水流作用而增强。

俄勒冈州立大学的地质学家，同时也是Nature杂志上那篇文章的作者之一 Adam Schultz认为，许多地球科学家认为，构造板块不大可能将大量的水带入地幔。而我们的模型却清晰地显示了俯冲带与高电导率之间的紧密联系，对此现象最简单的解释就是水。

Schultz称，这项研究对于地球运行的基本模式提供了新的认识。虽然技术在进步，但是科学家仍然无法确定在洋底之下究竟存在多少水，也不知道究竟有多少水进入了地幔。这带给了我们无尽的启示。在地下的不同深度，水与各种矿物质相互作用的方式也不同，同时有少量的水还可以改变岩石的物理性质，改变地幔物质的粘性，协助熔岩上升热柱的形成，并且最终对流出地面的物质产生影响。

俄勒冈州立大学的海洋学者、该文的另一作者Gary Egbert指出，实际上，我们真的不知道地球上究竟存在多少水。一些证据证明，在洋底之下所蕴藏的水量比全世界所有的海水量加在一起还要多出若干倍。他们的研究结果可以使这一问题变得明了一些。至于水是如何到达地幔的(如果电导率确实能反应水的存在)，现在有多种不同的解释。如果不是因为板块向下俯冲而将水带入地幔，那么那里的水就有可能是原生的，是否已经存在了40亿年之久?或者当板块缓慢俯冲的时候，水也会随之向下渗透。这是否表明在很久以前地球的含水量要比现在大得多?这些问题非常有意思，只是现在我们还无法回答。

俄勒冈州立大学的一位博士后研究人员，该文章的第一作者Anna Kelbert说，接下来我们将利用最新的地面观测数据和卫星观测数据重新进行实验，然后进一步研究，以便更好地了解水循环及其与地球内部矿物质的相互作用模式。最后，科学家们希望建立一个能够确定地幔岩石中水含量的模型。

资料来源:http:∥www.nsf.gov/news/news_ summ.jsp?cntn_id=115434＆org=OLPA＆from= news

原文题目:Scientists create first three-dimensional global map of electrical conductivity in Earth's mantle

(中国科学院国家科学图书馆兰州分馆/中国科学院资源环境科学信息中心 李 娜 编译)

(译者电子信箱，李 娜:lina@llas.ac.cn)

P315;

D;doi:10.3969/j.issn.0235-4975.2010.09.002

2009-10-19。