對地質結構以及沉積物的研究可以探尋行星內(nèi)部活動的演化史
據(jù)國外媒體報道，科學家發(fā)現(xiàn)在加拿大北部以及西格陵蘭島上出現(xiàn)洪流玄武巖巖層包含著古老地球的原始地幔痕跡。美國華盛頓卡內(nèi)基研究院地磁學部科學家馬修杰克遜（Matthew Jackson）和波士頓大學研究員理查德卡爾森（Richard Carlson）最新的研究提出，在過去的2.5億年內(nèi)，世界上最大的6個火山活動中殘存的遺跡中包含著古老地球的原始地幔線索。這些原始的地幔與如今地球的地幔存在著不同點，通過對原始地幔的研究，可以為了解到地球化學變遷的整個歷史過程。相關的研究成果已近發(fā)表在7月27日的《自然》雜志上。
在地質歷史上，定期會出現(xiàn)玄武巖熔巖的噴發(fā)，覆蓋了大片的土地以及大洋底部，玄武巖熔巖最后會變硬而形成洪流玄武巖巖層。卡爾森和杰克遜對這些地幔痕跡進行研究的過程中發(fā)現(xiàn)了新的情況，這些巨大的火山巖沉積物存在不明來源，是否也是通過在早期地球的火山活動所產(chǎn)生的呢，這些都需要卡爾森和杰克遜拿出證據(jù)來證明這個觀點，同時也將這個研究范圍進行擴大。
關于原始地幔的信息，科學家認為原始地幔存在于地核形成之后，但這個時候，地球外層巖石結構還未分化成地殼和貧化地幔。科學家希望通過研究這個時期的巖石結構以了解當時在地球形成初期的地球化學特征，以及地球如何會演化到目前的狀態(tài)。
直到最近，科學家認為，發(fā)現(xiàn)于加拿大北部以及格陵蘭島的原始地幔遺跡，與一種隕石非常類似，極有可能是其的一個種類，這種隕石被稱為炭質球粒隕石。但是，通過在地球與隕石樣本之間的釹元素的同位素分析，結果顯示這兩者之間存在差異，沒有達到預期的實驗結果。這表明了現(xiàn)在地球的地幔與原始的地幔不同，可能在另一種未知的演化方式以及途徑。
美國華盛頓卡內(nèi)基研究院地磁學部科學家卡爾森和美國波士頓大學研究員杰克遜共同檢測了洪流玄武巖的同位素特征，以確定其是否形成于原始地幔，如果這個巖層不是由隕石形成的，那就極有可能與原始地幔存在著某種聯(lián)系。
他們使用了釹和鉛同位素的地球化學技術對比了地球上兩個地方的玄武巖樣本。第一處玄武巖樣本是來自加拿大北部巴芬島和西格陵蘭島的演化自原始地幔的玄武巖，其具有6200萬年的歷史，記錄著當時地球的地幔活動情況。另一處則為南太平洋所羅門群島上發(fā)現(xiàn)的玄武巖，這塊玄武巖形成于地質歷史上最大的一次火山噴發(fā)。通過對比分析這兩處玄武巖樣本，他們發(fā)現(xiàn)兩者并不存在較大的差異，只有在細微結構上存在些許不同，并沒有超出他們原先的估計情況。
同時，他們也對比了地球上四處不同地方的玄武巖樣本，分別是博茨瓦納，俄羅斯，印度和印度洋，這幾處地方被地質學家認為存在著巨大數(shù)量的火山巖積累樣本。而之所以選取上述幾處的火山熔巖樣本，除了累計數(shù)量巨大以外，更重要的是在這幾處的火山熔巖被認為較少與地殼發(fā)生相互作用，可以保留了比地球其他地方熔巖更為“純潔干凈”的原始信息。經(jīng)過釹和鉛同位素法的確認，結果顯示其與地球早期形成的原始地幔有著較大的相似度。
而對這些記錄這地球早期信息的洪流玄武巖研究表明：目前世界上最活躍的幾個大火山活動都源自同一地質時期，這與在巴芬島和西格陵蘭島的發(fā)現(xiàn)相類似。這種原始地幔非常炙熱，由于具有較高濃度的放射性元素，因此，與地球上其他地區(qū)的地幔相比較，其更容易被熔化，所以可以較為容易地隨著火山的噴發(fā)形成玄武巖。
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