科学家在科科斯板块下发现了2000万年的热点岩浆活动
十年前，Samer Naif在地球的地幔中有了一个意外的发现：一个狭窄的口袋，据推测充满了岩浆，隐藏在科科斯板块海底约 60 公里处。
地幔熔体具有浮力，通常会漂浮到地表——想想水下火山喷发形成的岛屿。但 Naif 的成像显示了一块清晰的半熔化岩石：低度部分熔化，仍然夹在海底以下约 37 英里处的板块底部。
然后，观察结果解释了构造板块如何通过部分熔化而逐渐滑动。佐治亚理工学院地球与大气科学学院助理教授奈夫说，这项研究还“提出了几个问题，即为什么岩浆储存在一个薄的通道中——以及岩浆起源于哪里” 。
研究人员继续分享了对该通道成因的相互竞争的解释，包括反对需要岩浆来解释观察结果的研究。
于是纳伊夫直奔源头。
“我基本上进行了多年的搜寻，类似于福尔摩斯侦探故事，寻找我们在2013 年《自然》研究中首次观察到的地幔岩浆的线索，”他说。“这涉及将多个独立来源的证据拼凑在一起，包括地球物理、地球化学和地质(直接海底采样)数据。”
现在，这项搜索的结果在一篇新的《科学进展》文章中详细介绍，“由远端羽流起源的长期熔体通道供给的幕式板内岩浆作用”，由纳伊夫和地质调查局伍兹霍尔海岸和海洋研究所的研究人员撰写北亚利桑那大学科学中心、哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站、伍兹霍尔海洋研究所地质和地球物理系以及新西兰下哈特 GNS 科学中心。
归零
科科斯板块是一个相对年轻的海洋板块——大约有 2300 万年的历史——沿着中美洲西海岸延伸，向西转向太平洋板块，然后向北在墨西哥太平洋海岸与北美板块相遇。
这两个板块之间的滑动导致了毁灭性的 1985 年墨西哥城地震和 2017 年恰帕斯地震，而科科斯板块和加勒比板块之间的类似俯冲导致了 1992 年尼加拉瓜海啸和地震以及 2001 年萨尔瓦多地震。
科学家研究这些海洋板块的边缘，以了解火山链的历史和形成，并帮助研究人员和机构更好地为未来的地震和火山活动做好准备。
正是在这个活跃区域，Naif 和其他研究人员最近开始记录海底下方的一系列岩浆侵入，该团队早在 2013 年就在同一区域首次探测到岩浆通道。
管道深度
在这项新研究中，该团队将地球物理、地球化学和海底钻探结果与地震反射数据结合起来，地震反射数据是一种用于对地表以下沉积物和岩石层进行成像的技术。“它帮助我们了解肉眼无法看到的地质情况，”纳伊夫解释道。
首先，研究人员观察到大量广泛的板内岩浆作用。“火山活动发生在意想不到的地方，”纳伊夫说，“基本上远离板块边界：俯冲带和洋中脊。”
想想夏威夷，那里“炽热的上升物质地幔柱在上升过程中融化，然后在太平洋中部形成夏威夷火山链”，就像科科斯板块一样，研究小组在那里拍摄了由岩浆供给的火山活动在岩石圈-软流圈边界——滑动构造板块的底部。
“它下面是对流地幔，”纳伊夫补充道。“构造板块在地球表面移动，因为它们在其下方的软流圈上滑动。”
研究人员还发现，岩石圈下方的这条通道区域范围很广——超过10万平方公里——并且是“起源于加拉帕戈斯地幔柱的长期特征”，这是形成加拉帕戈斯群岛火山的地幔柱，为一系列火山活动提供熔体。过去 2000 万年的火山事件一直持续到今天。
重要的是，这项新研究还表明，这些羽流供给的熔体通道可能是板内岩浆作用本身以及地幔交代作用的广泛且长期的来源，地幔交代作用发生在地球地幔与流体反应形成一系列来自地幔的矿物时。原始岩石。
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