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科技日報訊 （記者吳長鋒）7月31日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校地球和空間科學(xué)學(xué)院特任教授鄧正賓與多位國際學(xué)者合作的研究成功揭示，地球地幔的運轉(zhuǎn)模式是呈階段性演變的，現(xiàn)代板塊構(gòu)造體制下接近全地幔對流的模式只是地球演化近期的過渡狀態(tài)。相關(guān)成果論文在線發(fā)表于《自然》。

地球上、下地幔的物質(zhì)交換會影響元素在地殼和地幔中的分配，對于理解類地行星的動力學(xué)和熱演化十分重要。鈦穩(wěn)定同位素體系是用來示蹤地殼—地幔物質(zhì)交換的良好工具。

研究人員對24件球粒隕石樣品的鈦同位素進(jìn)行了標(biāo)定。結(jié)果顯示，早太古代（38億年—35億年前）的樣品和球粒隕石的鈦穩(wěn)定同位素組成一致；而35億年—27億年前地球地幔來源火成巖樣品的鈦穩(wěn)定同位素組成隨著時間逐漸變輕，直到與現(xiàn)代普通型大洋中脊玄武巖接近；而現(xiàn)代洋島玄武巖的鈦穩(wěn)定同位素組成與大洋中脊玄武巖存在差別，更接近全硅酸鹽地球的組成特征。結(jié)合已有大陸地殼生長模型可推測：地球太古代上、下地幔的物質(zhì)交流處于受限的狀態(tài)，而該格局在現(xiàn)代已被打破。

研究人員表示，在此基礎(chǔ)上，他們還將對地球地質(zhì)歷史中地幔物質(zhì)交換模式及其演化的具體控制機制開展更多研究。