逍遥学能 2016-03-18 11:21
对地质结构以及沉积物的研究可以探寻行星内部活动的演化史
据国外媒体报道，科学家发现在加拿大北部以及西格陵兰岛上出现洪流玄武岩岩层包含着古老地球的原始地幔痕迹。美国华盛顿卡内基研究院地磁学部科学家马修杰克逊（Matthew Jackson）和波士顿大学研究员理查德卡尔森（Richard Carlson）最新的研究提出，在过去的2.5亿年内，世界上最大的6个火山活动中残存的遗迹中包含着古老地球的原始地幔线索。这些原始的地幔与如今地球的地幔存在着不同点，通过对原始地幔的研究，可以为了解到地球化学变迁的整个历史过程。相关的研究成果已近发表在7月27日的《自然》杂志上。
在地质历史上，定期会出现玄武岩熔岩的喷发，覆盖了大片的土地以及大洋底部，玄武岩熔岩最后会变硬而形成洪流玄武岩岩层。卡尔森和杰克逊对这些地幔痕迹进行研究的过程中发现了新的情况，这些巨大的火山岩沉积物存在不明来源，是否也是通过在早期地球的火山活动所产生的呢，这些都需要卡尔森和杰克逊拿出证据来证明这个观点，同时也将这个研究范围进行扩大。
关于原始地幔的信息，科学家认为原始地幔存在于地核形成之后，但这个时候，地球外层岩石结构还未分化成地壳和贫化地幔。科学家希望通过研究这个时期的岩石结构以了解当时在地球形成初期的地球化学特征，以及地球如何会演化到目前的状态。
直到最近，科学家认为，发现于加拿大北部以及格陵兰岛的原始地幔遗迹，与一种陨石非常类似，极有可能是其的一个种类，这种陨石被称为炭质球粒陨石。但是，通过在地球与陨石样本之间的钕元素的同位素分析，结果显示这两者之间存在差异，没有达到预期的实验结果。这表明了现在地球的地幔与原始的地幔不同，可能在另一种未知的演化方式以及途径。
美国华盛顿卡内基研究院地磁学部科学家卡尔森和美国波士顿大学研究员杰克逊共同检测了洪流玄武岩的同位素特征，以确定其是否形成于原始地幔，如果这个岩层不是由陨石形成的，那就极有可能与原始地幔存在着某种联系。
他们使用了钕和铅同位素的地球化学技术对比了地球上两个地方的玄武岩样本。第一处玄武岩样本是来自加拿大北部巴芬岛和西格陵兰岛的演化自原始地幔的玄武岩，其具有6200万年的历史，记录着当时地球的地幔活动情况。另一处则为南太平洋所罗门群岛上发现的玄武岩，这块玄武岩形成于地质历史上最大的一次火山喷发。通过对比分析这两处玄武岩样本，他们发现两者并不存在较大的差异，只有在细微结构上存在些许不同，并没有超出他们原先的估计情况。
同时，他们也对比了地球上四处不同地方的玄武岩样本，分别是博茨瓦纳，俄罗斯，印度和印度洋，这几处地方被地质学家认为存在着巨大数量的火山岩积累样本。而之所以选取上述几处的火山熔岩样本，除了累计数量巨大以外，更重要的是在这几处的火山熔岩被认为较少与地壳发生相互作用，可以保留了比地球其他地方熔岩更为“纯洁干净”的原始信息。经过钕和铅同位素法的确认，结果显示其与地球早期形成的原始地幔有着较大的相似度。
而对这些记录这地球早期信息的洪流玄武岩研究表明：目前世界上最活跃的几个大火山活动都源自同一地质时期，这与在巴芬岛和西格陵兰岛的发现相类似。这种原始地幔非常炙热，由于具有较高浓度的放射性元素，因此，与地球上其他地区的地幔相比较，其更容易被熔化，所以可以较为容易地随着火山的喷发形成玄武岩。