作者:张树良 牛艺博 吴秀平 来源:中国科学报 发布时间:2018/4/17 9:31:41
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新研究颠覆地壳板块运移机理认知

近日,由澳大利亚国立大学研究人员领衔的研究团队在《自然》上发表的最新研究成果,首次证实地壳板块运移的关键并不在于地球深部岩石是否含水,从而颠覆了已有有关地壳板块运移机理的认识。

为检测水影响地震波传播速度的程度,研究人员制备了不同的橄榄石(地幔主要组分)样本,在每一样本中都含有不同数量的水,将岩石样本置于模拟的地球深部高温高压环境下,对样本一端施加应力使其变形,同时在其另一端检测应力大小和应力作用到样本另一端的时间延迟情况,以此模拟地震波在地球内部的传播过程。而在现实的地幔深部高温高压条件下,这种应力极难被检测。

研究结果显示,样本中的水含量同地震波在样本中传播速度之间并无关联性,从而证明有关岩石中水的存在对地震波传播有显著影响的结论是错误的。与此同时,研究证实,地震波的传播速度实质上取决于岩石的氧化状态。研究发现,橄榄石中的氧化铁显著影响其地震波特性。独立实验显示,橄榄石的地震波特性取决于其Fe3+含量。通常状态下,橄榄石中铁的氧化状态为Fe2+,正是由于Fe3+的出现所产生的化学缺陷影响了地震波的传播速度,这种化学缺陷使得原本坚硬的岩石在地球深部发生形变并在地质时间尺度如黏性流体一般流动。(张树良)

研究表明烟尘对南极冰川融化贡献甚微

近日,美国国家科学基金会(NSF)发布《世界其他地方的烟尘对南极冰川融化的贡献甚微》的文章称,NSF资助的一项长期研究表明世界其他地方产生的烟尘通过大风输送到南极洲的黑炭含量比较少,不足以引起冰川快速融化。

世界上每天都有野火和化石燃料的燃烧,其产生的烟尘被吹送到世界各地,包括南极洲的麦克默多干谷地区。但最新的研究结果表明南极洲分布的黑炭含量太低,不足以对当地冰川的融化造成重大影响。该项成果源于NSF长期支持科罗拉多大学博尔德分校的北极和阿尔卑斯山研究所和国家冰雪数据中心的研究人员对麦克默多干谷地区的生态进行的研究,该项成果发表于《地球物理研究:大气》期刊上。

南极洲上98%的面积被冰雪永久覆盖,而干谷就是南极洲上不多的无冰的山区,该地区常常被大风冲刷,因此积雪甚少,麦克默多干谷也就形成了南极洲内一个独特的生态系统。研究人员发现,在干燥的南极山谷中,强风会间歇性地导致干谷生态系统的黑炭含量大幅飙升。该研究中,研究人员将世界其他地方通过风带来的黑炭和当地直升机飞行、燃烧和其他野营等有关的活动产生的黑炭进行区分。结果表明,对当地炭的生产和输送的进一步研究将有助于了解当地黑炭生产对南极干谷生态系统的有限影响,而风沉积物中的黑炭已经被证明通常对沉积在消融冰川区的冰雪融化产生影响。(牛艺博)

2025年美国32个地区

海平面上升情况预测

近日,美国弗吉尼亚海洋科学研究所发布《美国海平面报告》,展示了2025年之前美国东部海湾和西海岸32个地区的海平面上涨趋势及高度变化。该报告每年更新一次,数据源自验潮站,内容涉及三个部分:2025年海平面上升情况预测、近年来海平面变化趋势、各地区海平面上升过程。

美国潮汐站的相对海平面(RSL)观测显示,自1969年以来,RSL的上升速率和加速度的变化趋势与全球和区域变化进程相一致。沿海各个地区的海平面正在经历着高度类似的变化过程。自2013~2014年以来,除美国东北海岸和阿拉斯加以外,美国大陆其他沿海地区的RSL上涨速度都有所提升,但不同区域RSL的加速度和延伸方向还存在很大差异。此外,美国东北部沿海地区的高RSL加速度自2011年以来呈下降趋势,而沿美国东南部海岸的低RSL加速度则趋于上升,后者可能与海洋动力学和冰盖消融有关。

美国中部墨西哥湾沿岸地区沉积盆地的RSL变化高度依赖于当地的垂直陆地运动速率(VLM)。但由于地下水和碳氢化合物的开采方式不同,VLM在相对较短的时间内也可能发生变化。在路易斯安那州和得克萨斯州,RSL的加速度较低,上升速率为5毫米/年,到2050年,上升总幅度将在0.4米至0.5米之间,超过1992年的平均海平面高度(MSL)。如果保持这样的上升趋势,不久之后,其他海湾和东海岸地区将经历同等的上涨幅度,甚至打破纪录。

2013年之前,美国中部西海岸地区的RSL上涨率受到抑制,近期开始逆转,恢复上升模式。(吴秀平)

《中国科学报》 (2018-04-17 第2版 国际)
 
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