复活节岛的火山历史表明地球地幔的行为与之前假设的完全不同

导读 地理教科书将地球板块下方的地幔描述为混合均匀的粘性岩石,像传送带一样随板块移动。但这个想法最初提出于 100 年前,却出人意料地难以...

地理教科书将地球板块下方的地幔描述为混合均匀的粘性岩石,像传送带一样随板块移动。但这个想法最初提出于 100 年前,却出人意料地难以证明。古巴、哥伦比亚和乌得勒支等国的地质学家在复活节岛上发现了一个神秘的遗迹,这表明地球的地幔似乎表现得截然不同。

复活节岛由几座火山组成。最古老的熔岩沉积物形成于大约 250 万年前,形成于比火山本身年龄不大的大洋板块之上。2019 年,一支由古巴和哥伦比亚地质学家组成的团队前往复活节岛,以准确确定这座火山岛的年代。

为此,他们采用了一种久经考验的方法:测定锆石矿物的年代。当岩浆冷却时,这些矿物就会结晶。它们含有少量铀,铀会通过放射性衰变“变成”铅。他们的研究结果已在ESS Open Archive上以预印本形式发布。

因为我们知道这个过程发生的速度有多快,所以我们可以测量这些矿物形成的时间。因此,由古巴地质学家 Yamirka Rojas-Agramonte 领导的哥伦比亚安第斯大学团队开始寻找这些矿物。Rojas-Agramonte(现就职于基尔基督教阿尔布雷希特大学)发现了数百种矿物。但令人惊讶的是,这些矿物不仅来自 250 万年前,而且来自更远的年代,最早可追溯到 1.65 亿年前。这怎么可能呢?

对锆石的化学分析表明,它们的成分在所有情况下都大体相同。因此,它们一定都来自与当今火山成分相同的岩浆。然而,那些火山不可能活跃了 1.65 亿年,因为它们下面的板块甚至没有那么古老。那么唯一的解释就是,这些古老的矿物起源于火山活动的源头,即板块下方的地幔,远早于当今火山的形成。但这给团队带来了另一个难题。

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