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了解地球岩石圈的柔软度

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-01-04  浏览次数:11
核心提示:耶鲁大学的研究人员提出了一个新的模型来解释地球大陆岩石圈中心弹性刚度的下降。岩石圈是一层坚硬的岩石层,位于地球内部固体但

耶鲁大学的研究人员提出了一个新的模型来解释地球大陆岩石圈中心弹性刚度的下降。

 

岩石圈是一层坚硬的岩石层,位于地球内部固体但具有延展性的缓慢对流的顶部。它是板块构造的“板块”,是一个由相互联系的碎片组成的系统,它解释了地震、火山,甚至是大气中二氧化碳的长期变化。
地震学家在研究美国大陆岩石圈的结构时发现了岩石圈中部的软化现象。在其他大陆80至150公里深处也观察到同样的软化现象。研究人员发现这一现象令人费解,因为地震学检测到的软化通常与数百万年(也称为地质时期)的软化有关。如果是这样的话,大陆岩石圈将会有一个薄弱的层,这将很难解释大陆的长期稳定。
耶鲁地球物理学家Shun-ichiro Karato、Tolulope Olugboji(前耶鲁学生,现在马里兰大学)和Jeffrey Park可能已经找到了答案。
在6月15日发表在《自然地球科学》(Nature Geoscience)杂志上的一项研究中,他们提出了一种新的模型来描述这种现象。他们说,这种软化是温度低于熔点时岩石变形的自然结果。关键是这种软化发生在一秒或更短的时间内(地震时间尺度),而不是数百万年。
岩石是由由晶界分隔的强矿物晶体组成的,在晶界中原子是无序和较弱的。随着温度的升高,矿物颗粒仍然很坚固,但是晶界变弱,允许滑动发生。由于这种滑动,岩石的整体刚度在地震时间尺度下降低,而不是在地质时间尺度上。
卡拉托说:“我们的模型与一个稳定的大陆是一致的,因为晶界滑动的弱点仅限于岩石圈在大约一秒钟内的变形,而不是它的长期变形。”


 
 
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