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一個(gè)國(guó)際研究小組發(fā)現(xiàn)，俯沖帶的年齡會(huì)影響其在地球表面和內(nèi)層之間循環(huán)水的能力。

他們的發(fā)現(xiàn)詳情于 2023 年 7 月 1 日發(fā)表在《地質(zhì)學(xué)》雜志上。

當(dāng)兩個(gè)構(gòu)造板塊碰撞并且一個(gè)板塊俯沖到另一個(gè)板塊之下時(shí)，各種巖石會(huì)受到壓力、溫度和化學(xué)環(huán)境的變化并發(fā)生變質(zhì)。這一過(guò)程對(duì)于在地球表面和深層內(nèi)部之間回收水和關(guān)鍵元素(例如鍶、鈾、釷和鉛)非常重要。

一種在高壓下形成的巖石是硬鈉榴石榴輝巖。硬柱石榴輝巖在俯沖板塊儲(chǔ)存水方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因?yàn)樗鼈兒械V物硬柱石，可以將大量的水?dāng)y帶到更深的地幔。

科學(xué)家傳統(tǒng)上認(rèn)為洋殼在冷俯沖帶變成了硬鈉榴石榴輝巖。這是基于模型和實(shí)驗(yàn)，這些模型和實(shí)驗(yàn)表明硬鋁石是冷地?zé)岘h(huán)境中的常見(jiàn)礦物。然而，情況恰恰相反。硬鈉石在地球表面的化石俯沖帶中并不常見(jiàn)，這對(duì)我們目前對(duì)俯沖帶中水如何儲(chǔ)存的理解提出了進(jìn)一步的問(wèn)題。

為了研究這個(gè)難題，由伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校地球與環(huán)境科學(xué)系和東北大學(xué)東北亞研究中心的 David Hernández Uribe 博士和 Tatsuki Tsujimori 教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)分別使用了狀態(tài)-模擬俯沖帶不同生命階段的巖石形成的最先進(jìn)的建模技術(shù)。

該小組進(jìn)行的巖石學(xué)建模和相平衡計(jì)算表明，在俯沖帶的早期階段(<600萬(wàn)年)，洋殼不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛测c榴石榴輝巖。但隨著時(shí)間的推移(12-33 百萬(wàn)年)，它確實(shí)如此。

“我們發(fā)現(xiàn)硬鈉石榴輝巖的形成取決于俯沖帶的成熟程度，”辻森說(shuō)。“硬鈉石僅在成熟的俯沖帶中對(duì)于地球表面深處的水循環(huán)很重要。在較年輕的區(qū)域中，它的作用并不像以前想象的那么大?！?/p>

這一發(fā)現(xiàn)將幫助科學(xué)家了解構(gòu)造環(huán)境中的水和物質(zhì)循環(huán)。在俯沖帶歷史早期俯沖的構(gòu)造板塊不會(huì)攜帶與俯沖帶生命周期成熟階段俯沖的板塊那么多的H2O。

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