由美國卡內(nèi)基學(xué)會的毛河光領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家小組曝出的科研突發(fā)新聞表明，地球下地幔的構(gòu)成可能與此前認(rèn)為的大有不同。這一科研成果將發(fā)表在美國《科學(xué)》周刊上。 據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站5月22日報道，下地幔占地球體積的55%，范圍跨越從670千米深的所謂過渡帶到2900千米深的核幔邊界。下地幔的初始?xì)鈮菏?3.7萬個大氣壓，核幔邊界的氣壓值達(dá)130萬個大氣壓。

過去一直流行的理論是，地球下地幔主要由一種含有鐵和鎂的硅酸鹽礦物質(zhì)組成，通常被稱為鈣鈦礦，其化學(xué)式是（Mg，F(xiàn)e）SiO3。過去認(rèn)為，鈣鈦礦不會因下地幔的氣壓和溫度變化幅度極大而發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。

該科研小組最近利用金剛石壓腔激光加熱技術(shù)進(jìn)行了模擬下地幔狀態(tài)的試驗，試驗氣壓為93.8萬-99.7萬個大氣壓，試驗溫度約為1927-2127攝氏度。試驗結(jié)果表明，下地幔中含鐵的鈣鈦礦的化學(xué)性質(zhì)實際上并不穩(wěn)定。

該科研小組發(fā)現(xiàn)，鈣鈦礦會發(fā)生離解反應(yīng)，即分解成兩種化學(xué)相：一種是不含鐵、但含鎂的硅酸鹽鈣鈦礦，另一種則是新的礦物質(zhì)。這種新礦物質(zhì)富含鐵，具有六方結(jié)構(gòu)，被稱為H相。出乎意料的是，試驗結(jié)果證實，富含鐵的H相比含鐵的鈣鈦礦的化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定。這就意味著，這種礦物類型在地球下地幔里普遍存在，但此前并不為人所知。這可能會改變我們對地球深部的理解。

該研究報告的主要撰稿人、卡內(nèi)基學(xué)會的張莉（音）說：我們目前仍不能完全弄清楚H相的化學(xué)構(gòu)成。但這項研究成果表明，需要重新考慮所有的地球動力學(xué)模型，以將H相納入考慮范疇。地球下地幔可能還有更多未確認(rèn)的化學(xué)相在等待確認(rèn)。

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