中国科大揭示地球地幔运转模式演变

记者7月27日从中国科学技术大学获悉，该校地球和空间科学学院特任教授邓正宾与多位国际学者合作，实现了钛稳定同位素组成的超高精度测量方法，揭示了地球地幔的运转模式是呈阶段性演变的，相关研究成果已发表在国际学术期刊《自然》杂志上。

地球自外向内主要分为地壳、地幔和地核，上、下地幔存在大量物质交换，现有交换速率下地球早期形成的储库难以得到保留，与地球化学观察所得结论相对立。在地壳熔融过程中，通过钛稳定同位素研究可以得到相对完整的地壳—地幔物质交换记录，为长期争论的地幔内部物质交换问题带来新的约束。

针对这一问题，邓正宾同合作者采用最新一代多接收等离子体质谱仪开发超高精度钛稳定同位素分析方法，分析精度提高了3倍至4倍，以用来限定自然样品中微小的分馏信号。科研团队综合研究了地球地幔来源火成岩在地质历史中同位素记录随着时间变化，发现地球地幔的运转模式不是一成不变的；即现代深俯冲板片可以进入下地幔以及接近全地幔对流的格局只是地球演化近期的过渡状态，不完全代表地球早期的动力学特征。

该工作弥合了地球化学和地球物理对地球内部过程约束的矛盾。此外，该研究也提醒了学界，急需对地球地质历史中地幔物质交换模式及其演化具体控制机制的开展更多研究，才能更好认识类地行星的地质和宜居性演化。

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