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【48812】地球深部的氮来自什么地方?浙大团队揭开谜底!
作为太阳系中最丰厚的元素之一,氮是生命来历、生物圈构成和演化所必需的元素。研讨标明,地幔是地球上氮的首要储库,氮在地球表面和地幔之间的循环影响着大气演化、气候变迁以及地球的宜居性。那么咱们不由要问,深部地幔中的氮是从哪里来的?地球上活泼的板块结构活动能将多少地球表面的氮带入地球深部?
浙江大学地球科学学院夏群科教授团队通过高温度高压力试验模仿,研讨了沉积物板片深爬升过程中氮元素是怎么搬迁的,提醒出板片爬升对下地幔氮的奉献有限,估测深部地幔的大部分氮是地球构成时期的原始氮。该研讨成果于8月14日在Nature Communications宣布且被选为亮点论文,论文标题为Inefficient nitrogen transport to the lower mantle by sediment subduction。该论文榜首作者为博士生黄伟桦,通讯作者为杨燕教授。
众所周知,地球表面由若干个彼此磕碰的板块组成,在这些板块的鸿沟处,较重的海洋地壳会向下爬升到地幔中,带走很多的沉积物。沉积物是板块爬升过程中含氮量最高的地球表面物质,因此沉积物中含氮载体的安稳性及其分配行为很大程度上决议着氮的再循环功率。
团队与中国科学院广州地球化学研讨所、中国地质大学(武汉)的学者协作,选用多面砧压机进行高温度高压力试验模仿,而且结合机器学习剖析办法,研讨了在10-12 GPa 和 800-1100 °C的压强和温度下,沉积物在含氮系统中的相转化,以及氮在矿藏与流体之间的分配行为。
研讨发现,含氮系统中的首要矿藏多硅白云母的安稳域进步1-3 GPa,而且跟着压强升高而转化为钾锰钡矿(K-hollandite)的过程中,氮在矿藏与流体之间的分配系数显着下降。这一发现对深部地球化学有着重要意义。曩昔的研讨对地球深部氮的来历存在比较大争议,本研讨初次提醒了沉积物深爬升过程中氮的分配行为,成果显现,即便沉积物中携带了很多的氮,在深爬升过程中也很难完好地保留下来,终究抵达深部地幔的只要很小一部分。团队预算每年最多只要1.5×108 kg的氮能被沉积物带入下地幔,即便通过3亿年的板块结构运动,也最多奉献下地幔总氮含量的15%,地球深部的氮元素储库其实是来自于地球构成初期的原始成分。
该研讨获得了国家自然科学基金和浙江省地学大数据与地球深部资源要点试验室基金的赞助。论文链接:。
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