人类生存的这一蔚蓝的星球,海洋约占表面积的71%(约为3.6亿平方公里),人们常用“无边无垠”、“无穷无尽”、“一望无际”、“浩瀚无边”等等词语形容壮阔的海洋,甚至说地球是一个“大水球”。不过,海洋的总体积仅仅是13.5亿立方千米,而地球的总体积约为10830亿立方千米,相比之下,地球并非“大水球”。众所周知,因人类的活动而导致温室气体排放量不断攀升、进而致使地球的温度升高,北极冰川正以每年1.3%的速度融化,南极冰盖的融化速度也比预期的快一些,如何减少温室气体排放量已是人类迫在眉睫的难题。近日,关于海洋的另一项研究也引起了科学家们的重视,大量海水正漫入地球的内部,很可能增加地震和火山喷发的发生几率。
(海洋)
近日,《自然》杂志上刊载了一篇报告,声称地球的某一板块俯冲到另一板块的下方时,将把大量的海水带入地球内部。马里亚纳海沟的底部有一处地震频发的天然地壳俯冲带,太平洋板块在这里俯冲到菲律宾板块的下方,利用这一天然地壳俯冲带,科研人员估算了多少海水会漫入俯冲带地表之下的岩石中,出人意料的是,漫入地球内部的水量比科学家们预想的多了三倍以上。哥伦比亚大学拉蒙特.多尔蒂地球观测站的海洋地质与地质物理学研究员唐娜.谢灵顿(Donna Shillington)认为,这一发现将极大的影响人们对地球深层水循环的理解,地壳下方的水可以促成岩浆的生成,还可以充当“润滑剂”,大大增加地震和火山喷发的发生几率。
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唐娜.谢灵顿进一步的补充,水可以储存于矿物的晶体结构中,当滚烫的海洋板块刚刚形成时,或者某一板块潜入毗邻板块、且发生弯折和破裂时——这一过程名为“俯冲”(subduction)——水会随之漫入地壳之中,特别是发生了地壳俯冲时,水能漫入地壳深处和地幔中。这一研究的主要作者、华盛顿大学圣路易斯分校的Chen Cai说:“开展此次研究之前，每个研究人员都知道，俯冲板块会带下去一部分海水,但不清楚究竟有多少水。”马里亚纳海沟中部的周围放置了一系列地震传感器,它们可以探测到地震、以及地震在地壳中相互撞击的回声,Chen Cai和同事们利用这一系列地震传感器收集的数据,对地震的传播速度进行了追踪,若地震传播速度下降,则说明某处的岩石裂缝中充满了水、或是晶体结构中存在着湿润的矿物质。
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Chen Cai和同事们在距离地表30公里的地壳深处发现了这种放慢的现象,利用地震波的传播速度、温度和压力等等数据,他们计算和得出了一个极为惊人的结果——这一俯冲带每300万年带入地壳深处的海水多大3×10^18千克——Chen Cai指出,这一计算结果比他们的预估结果多了3倍以上。漫入地壳的海水一定会上来,一般是伴随火山喷发而重返地表,不过,漫入地壳的水量远远多于火山喷发所释放的水量,故此,Chen Cai认为海水在地球内部的运动过程中,一定还有什么不为人知之处。
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