“地幔风”吹过巴拿马地下的平板窗

伍兹霍尔海洋研究所领导的团队发现了加拉帕戈斯和中美洲之间900英里长的地幔管道
& Y" k3 l1 w/ q马萨诸塞州伍兹霍尔——火山气体正在帮助研究人员追踪地球内部深处的大规模运动。伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的科学家与一群国际合作者一起，在巴拿马海底发现了异常的地球化学成分。
) l, L! ?. c. A' L7 `这个跨学科团队使用来自流体和岩石的氦同位素和其他地球化学数据表明，火山物质来源于900英里（1500公里）外的加拉帕戈斯羽流。本研究的发现，“高3.他/4.他在巴拿马中部揭示了与加拉帕戈斯羽流的远端联系。”，发表在今天的期刊上美国国家科学院院刊.
1 h0 U, R1 u) a* h+ O/ V世界卫生组织博士后学者、该论文的主要作者David Bekaert说：“羽流物质的横向传输代表了一种研究不足的机制，它在远离羽流的地幔域中散射富集的地球化学特征。”。
“我们可以将火山系统与生物体的身体进行比较；当生物体流血时，有点像从地球上流出的岩浆。你可以测量岩浆的成分，就像你可以测量血型一样。在这项研究中，我们测量了一种意想不到的火山气体成分，有点就像人类有一种罕见的血型一样就深层地质过程而言，它来自哪里。”
" ]; X% N) k0 L9 ^* w( l# T该团队表明，来自地球深层内部的相对较热的物质横向穿过浅地幔，类似于吹在地球表面的风。化学观测与地球内部深处的地球物理成像相结合，以确定这种所谓的“地幔风”的来源和方向。

                               
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（左至右）Donato Giovannelli（那不勒斯大学）、Patrick Beaudry（麻省理工学院）和Maarten de Moor（哥斯达黎加国立大学）都是跨学科研究团队的成员，他们在巴拿马中部使用YSI万用表测量水化学。这是世界卫生组织领导的一项研究的一部分，该研究报告了地球化学富集物质如何横向穿过地幔。彼得·巴里©伍兹霍尔海洋研究所

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1 G" d" n( y7 w6 m/ W$ X. E8 Z通常情况下，物质无法轻易穿过俯冲带，在俯冲带中，被称为“板块”的构造板块边缘充当屏障。然而，巴拿马下方的地区不同寻常，因为那里似乎有一个“板窗”，可以让地幔风吹过。总的来说，这项研究告诉我们，即使经过数十亿年的进化，我们的星球仍然是一个动态系统，以固体物质在我们脚下数英里处的大规模运动为标志。
Bekaert补充道：“中美洲以前就有外来火山化学特征的记录。我们利用这些化学特征作为大型地质过程的指标。在这种情况下，我们的发现有助于解释为什么在巴拿马中部出现羽流衍生的火山物质，尽管那里没有活火山。”。
“我们的研究表明，少量深地幔物质是由穿过俯冲带窗户的‘地幔风’携带的。从广义上讲，这让我们了解了大规模混合过程的性质和程度，这些混合过程有助于固体地球的异质性或多样性。”Peter Barry说，世界卫生组织助理科学家和该论文的高级作者。
( a9 D9 n  p* N  F$ l6 O9 c该研究的许多样本是在过去15年中收集的，但只有根据地球物理学和熔岩研究等其他地球科学学科的见解，氦同位素的信息才变得清晰起来。
( M( Q2 [0 n$ u9 L( `# r$ G0 @地球内部的地球化学成分是高度多样化的。众所周知，地幔中过热岩石的上升羽流是向地下深处输送地球化学富集物质的主要通道，但横向流过程在多大程度上分散了远离垂直羽流的地幔物质，这一点仍不得而知。地球内部深层外来物质横向迁移的发现可能对科学家理解地球在地质时期的化学演化产生深远影响。
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  [( i5 z) D" `4 S$ a本文的合作伙伴包括：
Alan Seltzer，伍兹霍尔海洋研究所
约翰·克兰茨，伍兹霍尔海洋研究所
3 s. q# C1 e2 Q4 W$ l! i多纳托·乔万内利，那不勒斯大学
康奈尔大学Esteban Gazel
5 R" N2 ~/ y: b2 gStephen Turner，马萨诸塞大学阿默斯特分校
6 n8 d( ], p( k  [Mark Behn，波士顿学院
Maarten de Moor，哥斯达黎加国立大学
悉尼大学Sabin Zahirovic
Vlad Manea，墨西哥国立自治大学，布加勒斯特大学
Kaj Hoernle，基尔大学GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心
Tobias Fischer，新墨西哥大学
0 Y3 E6 A- R; `, E" O( wAlexander Hammerstrom，马萨诸塞大学阿默斯特分校
- f! d% c* p* O: O贾斯汀·库隆戈斯基，斯克里普斯海洋研究所
6 y$ K: H& _% a9 @7 J斯克里普斯海洋研究所Bina Patel
Matthew O.Schrenk，密歇根州立大学
Sæmundur A.Halldórsson，冰岛大学
: `! K5 r' H. |# Q# o2 q0 \$ y6 R# [东京工业大学中川麻由子
) r; V1 g( Q) K3 q3 b) }Carlos Ramirez，环境地质服务
Mustafa Yücel，中东技术大学
- U1 s2 K1 V; ]8 h# H( }4 XChristoper Ballentine，牛津大学
) v; m5 \4 I5 u) n6 D5 m1 P( J( lKaren Lloyd，田纳西大学

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关于伍兹霍尔海洋研究所：
4 e/ T# g- s0 i' [& ]% h伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）是马萨诸塞州科德角的一个私人非营利组织，致力于海洋研究、工程和高等教育。它成立于1930年，主要任务是了解海洋及其与整个地球的相互作用，并传达对海洋在不断变化的全球环境中的作用的理解。WHOI的开创性发现源于科学和工程的完美结合，使其成为世界上基础和应用海洋研究和勘探领域最值得信赖和技术最先进的领导者之一。WHOI以其多学科方法、卓越的船舶操作和无与伦比的深海机器人能力而闻名。我们在海洋观测方面发挥着主导作用，运营着世界上最广泛的一套数据收集平台。顶尖科学家、工程师和学生在全球范围内合作了800多个并行项目，无论是在波浪之上还是之下，都在推动知识和可能性的边界。 有关更多信息，请访问www.52ocean.cn