地球地幔3亿年前“大换血”，现代板块构造的“功劳”？
最近的研究发现，地球地幔成分的重大变化始于大约 3 亿年前，与现代板块构造的开始相一致，并导致了全球化学异质性。 这一发现揭示了地球内部物质在地质时间尺度上的长期循环，为我们理解地球演化提供了新的视角。
长期以来，科学家们一直对地球地幔的化学成分和演化过程充满好奇。我们知道，板块俯冲不断改变着对流地幔的化学成分，但地球的地球动力学演化如何影响对流地幔的化学成分，以及对流地幔的全球化学异质性在地球地质历史上何时首次出现，一直是个谜。
为了解开这个谜团，中国科学院海洋研究所的研究人员与来自澳大利亚、瑞士和美国的合作者，对过去十亿年间大陆内部玄武岩的地球化学和同位素数据进行了深入分析。他们发现，具有钕（Nd）同位素富集地球化学特征（εNd \u003c0）的大陆内部玄武岩仅出现在距今约 3 亿年前。这一时期与带有地壳物质参与特征的金伯利岩的出现相吻合。
这一发现意味着，大约 3 亿年前，地球地幔发生了翻天覆地的变化，其化学成分发生了显著的改变。这种变化并非局限于某个特定区域，而是影响了全球范围内的地幔。
研究人员进一步分析了富集的大陆内部玄武岩和金伯利岩的古地理位置，发现它们不受距离俯冲带远近的影响。这意味着这些富集特征并非来自近期俯冲事件，而是源于更古老、更遥远的俯冲事件。
现代板块构造始于新近纪晚期（约7-6亿年前），以大陆地壳俯冲和深板块断裂为标志。在现代构造体系下，广泛的冷俯冲和大陆地壳俯冲，加上超大陆组装期间俯冲通量的增加，将地壳和上地幔中的物质引入了下地幔。经过3亿多年后，这些俯冲板块可以通过地幔上升流运回上地幔。
研究人员认为，正是这种循环过程导致了地球地幔的“大换血”。来自地壳和上地幔的物质被带入下地幔，并在漫长的地质时间尺度上通过地幔上升流重新回到上地幔，最终改变了上地幔的化学成分，导致了全球范围的地幔化学异质性。
这一研究成果为我们理解地球演化提供了新的思路。它表明，地球内部物质的循环过程是塑造地球地幔化学成分的重要因素，而现代板块构造则是驱动这一循环过程的关键动力。
这项研究也引发了一些新的思考。例如，地球地幔的“大换血”是否会对地球表面的环境和生命演化产生影响？未来，科学家们将继续研究地球地幔的演化过程，以揭示更多关于地球内部的奥秘。
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