如何使用爆发的海玻璃服用地球的内部温度

如果地球的海洋被完全排干,它们将揭示一条大量海底火山在地球上蜿蜒而行。这个庞大的海岭系统是推翻材料的产物

如果地球的海洋被完全排干,它们将揭示一条大量海底火山在地球上蜿蜒而行。

这个庞大的海洋山脊系统是地球内部翻转材料的产物,沸腾的温度可以通过外壳融化和阁楼,将海底拆分并重塑了地球的表面,数亿年。

现在,麻省理工学院的地质学家分析了数千种沿海脊的喷发材料样本,并追溯了其化学史以估算地球内部温度。

他们的分析表明,地球底层海脊的温度相对一致,约为1,350摄氏度,大约与气范围的蓝色火焰一样热。但是,山脊上有“热点”,可以达到1,600摄氏度,可与最热的熔岩相当。

该团队的结果出现在《地球物理研究:固体地球》杂志上,提供了海脊周围地球内部的温度图。借助这张地图,科学家可以更好地理解产生海底火山的熔融过程,以及这些过程如何随着时间的推移推动板块构造的速度。

MIT地球,大气和行星科学部(EAPS)的后DOC(EAPS)的主要作者Stephanie Brown Kerin说:“对流和板块构造一直是塑造地球历史的重要过程。” “了解整个链的温度对于将行星视为热发动机以及地球与其他行星的不同并能够维持生命是至关重要的。”

Kerin的合着者包括EAPS研究生的Zachary Molitor和MIT的R.R. Schrock地质教授Timothy Grove。

地球的内部温度在数亿年内塑造地球的表面方面发挥了关键作用。但是,没有办法直接读取该温度在地面以下数十万公里。科学家应用了间接手段来推断上地幔的温度 – 地壳下方的地球层。但是到目前为止,估计尚无定论,科学家对温度在表面下的变化程度不同意。

在他们的新研究中,Kerin和她的同事开发了一种新算法,称为Reverseptrogen,旨在追溯岩石的化学历史记录,以识别其原始的元素组成,并确定岩石最初融化在表面以下的温度。

该算法基于在格罗夫实验室进行的多年实验,以繁殖和表征地球内部的熔化过程。实验室的研究人员已经加热了各种组合物的岩石,达到了各种温度和压力,以观察它们的化学演化。从这些实验中,团队能够得出方程式(最终是新算法)来预测岩石温度,压力和化学成分之间的关​​系。

凯林(Kerin)和她的同事将其新算法应用于沿着地球山脊收集的岩石,这是一个长度超过70,000公里的海底火山系统。海脊是区域,在地球地幔中爆发材料的爆发 – 由下层温度驱动的过程。这些山脊的温度。”凯林说。 “问题是,什么数据告诉我们整个链中地幔的温度变化?”

地幔地图

该团队分析的数据包括数十年来通过多次研究巡游沿海里奇系统长度收集的13,500多个样品。数据集中的每个样品都是爆发的海玻璃 – 熔岩在海洋中爆发,并立即被周围的水冷藏成原始的,保存下来的形式。

科学家先前鉴定出数据集中每个玻璃的化学成分。 Kerin和她的同事通过其算法运行了每个样品的化学成分,以确定每个玻璃最初在地幔中融化的温度。

通过这种方式,团队能够在整个海洋岭系统的整个长度上生成地幔温度的地图。从这张地图中,他们观察到大部分地幔相对均匀,平均温度约为1,350摄氏度。但是,有“热点”或山脊沿线的区域,地幔中的温度显着较热,约为1,600摄氏度。

“人们将热点视为地幔中的地区,那里的地方更热,材料可能会融化更多,可能会更快地上升,我们不完全知道为什么,或者它们的作用更热,或者构图的作用是什么在热点,”凯林说。“其中一些热点在山脊上,现在我们可能会了解热点变化在全球范围内使用这种新技术。这告诉我们现在关于地球温度的基本内容,现在我们可以思考它随着时间的变化。”板块构造开始 – 这对于复杂的生活至关重要。”

这项研究得到了国家科学基金会的部分支持。

经过麻省理工学院新闻的许可转载。阅读原始文章。

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