迄今为止从地幔中发现的最长岩石

一个国际科学家小组首次发现了一长段源自地球地幔的岩石。地幔位于地壳下方，是地球内部最大的部分，因此了解它可以告诉我们很多有关地球一些更具爆炸性的特征的信息。8 月 8 日发表在《科学》杂志上的一项研究描述了这块几乎连续的 4,160 英尺（1,268 米）地幔岩石。这些岩石揭示了比该团队最初预期的更广泛的熔融历史。

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这些岩石是从构造窗中发现的，构造窗是海底的一部分，地幔岩石沿着大西洋中脊暴露出来。大西洋海底的这条山脊从北极延伸到非洲南端，绵延 10,000 英里，是地球上最长山脉的一部分。据 NOAA 称，像这样的洋中脊具有重要的地质意义，因为它们位于板块边界上，板块分开时会形成新的海底。

该地核是在 2023 年春季，在JOIDES Resolution 号海洋钻探船的 399 号探险队“生命的基石，亚特兰蒂斯地块”中发现的。据该团队称，这些岩石有望帮助解开地幔在地球生命起源中的作用之谜，地幔部分融化时如何产生火山活动，以及它如何驱动包括氢和碳在内的关键元素的全球循环。

该团队由国际海洋探索计划牵头。这个来自 20 多个国家的国际海洋研究联盟负责取回沉积物岩心。这些来自海底的圆柱形岩石、沙子和其他沉积物样本就像是我们星球历史的时间轴。自从钻出岩心以来，探险队一直在编制地幔岩石清单，以更好地了解它们的成分、结构和背景。

“去年我们回收了这些岩石，这是地球科学史上的一项重大成就，但更重要的是，它的价值在于地幔岩石的核心可以告诉我们地球的构成和演化，”这项研究的合著者、威尔士卡迪夫大学的地质学家约翰·利森伯格在一份声明中说。“我们的研究开始通过记录回收岩石的矿物学及其化学组成来研究地幔的成分。”

利森伯格表示，结果与他们预期的完全不同。岩石中的辉石矿物较少，而镁的浓度较高。这两者都是由于熔化程度高于团队的预测。这种熔化发生在地幔从地球深处上升到地表时。进一步分析这一过程的结果可能对理解岩浆是如何形成并导致火山活动有重要意义。

“我们还发现了熔岩通过地幔的通道，因此我们能够追踪岩浆在形成并向上流动到地球表面后的命运，”利森伯格说。“这很重要，因为它告诉我们地幔如何熔化并滋养火山，尤其是海底的火山，这些火山占地球上火山活动的大部分。获得这些地幔岩石将使我们能够将火山与其岩浆的最终来源联系起来。”

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此外，这项早期地核研究初步揭示了地幔岩中一种名为橄榄石的丰富矿物如何与咸海水发生反应。这一过程引发一系列化学反应，产生氢气和其他可以为生命提供能量的分子。科学家认为，这可能是促使地球生命出现的关键过程之一。

“早期地球上的岩石与我们在这次探险中打捞到的岩石比今天构成我们大陆的更常见岩石更相似，”研究合著者、伍兹霍尔海洋研究所地质学家苏珊·Q·朗在一份声明中说。“对它们的分析让我们对地球历史早期存在的化学和物理环境有了关键的了解，这些环境可能在漫长的地质时期内提供了稳定的燃料来源和有利条件，使最早的生命形式得以生存。”