人類生存的這一蔚藍的星球,海洋約佔表面積的71%(約為3.6億平方公里),人們常用“無邊無垠”、“無窮無盡”、“一望無際”、“浩瀚無邊”等等詞語形容壯闊的海洋,甚至說地球是一個“大水球”。不過,海洋的總體積僅僅是13.5億立方千米,而地球的總體積約為10830億立方千米,相比之下,地球並非“大水球”。眾所周知,因人類的活動而導致溫室氣體排放量不斷攀升、進而致使地球的溫度升高,北極冰川正以每年1.3%的速度融化,南極冰蓋的融化速度也比預期的快一些,如何減少溫室氣體排放量已是人類迫在眉睫的難題。近日,關於海洋的另一項研究也引起了科學家們的重視,大量海水正漫入地球的內部,很可能增加地震和火山噴發的發生幾率。
(海洋)
近日,《自然》雜誌上刊載了一篇報告,聲稱地球的某一板塊俯衝到另一板塊的下方時,將把大量的海水帶入地球內部。馬裡亞納海溝的底部有一處地震頻發的天然地殼俯衝帶,太平洋板塊在這裡俯衝到菲律賓板塊的下方,利用這一天然地殼俯衝帶,科研人員估算了多少海水會漫入俯衝帶地表之下的岩石中,出人意料的是,漫入地球內部的水量比科學家們預想的多了三倍以上。哥倫比亞大學拉蒙特.多爾蒂地球觀測站的海洋地質與地質物理學研究員唐娜.謝靈頓(Donna Shillington)認為,這一發現將極大的影響人們對地球深層水循環的理解,地殼下方的水可以促成岩漿的生成,還可以充當“潤滑劑”,大大增加地震和火山噴發的發生幾率。
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唐娜.謝靈頓進一步的補充,水可以儲存於礦物的晶體結構中,當滾燙的海洋板塊剛剛形成時,或者某一板塊潛入毗鄰板塊、且發生彎折和破裂時——這一過程名為“俯衝”(subduction)——水會隨之漫入地殼之中,特別是發生了地殼俯衝時,水能漫入地殼深處和地幔中。這一研究的主要作者、華盛頓大學聖路易斯分校的Chen Cai說:“開展此次研究之前，每個研究人員都知道，俯衝板塊會帶下去一部分海水,但不清楚究竟有多少水。”馬裡亞納海溝中部的周圍放置了一系列地震傳感器,它們可以探測到地震、以及地震在地殼中相互撞擊的回聲,Chen Cai和同事們利用這一系列地震傳感器收集的數據,對地震的傳播速度進行了追蹤,若地震傳播速度下降,則說明某處的岩石裂縫中充滿了水、或是晶體結構中存在著溼潤的礦物質。
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Chen Cai和同事們在距離地表30公里的地殼深處發現了這種放慢的現象,利用地震波的傳播速度、溫度和壓力等等數據,他們計算和得出了一個極為驚人的結果——這一俯衝帶每300萬年帶入地殼深處的海水多大3×10^18千克——Chen Cai指出,這一計算結果比他們的預估結果多了3倍以上。漫入地殼的海水一定會上來,一般是伴隨火山噴發而重返地表,不過,漫入地殼的水量遠遠多於火山噴發所釋放的水量,故此,Chen Cai認為海水在地球內部的運動過程中,一定還有什麼不為人知之處。
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小考題 : 你是否擔憂海平面升高的問題?你認為人類能否控制溫室氣體的排放量?歡迎你留言討論。
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