教育新闻网有关地幔构成的新地质发现正在帮助科学家更好地了解长期的气候稳定性，甚至是地震波如何穿越地球各层。
由凯斯西储大学的科学家组成的团队进行的研究集中在“深层碳循环”，即整个碳循环通过地球各个系统的整个循环的一部分。
用最简单的话说，深层碳循环涉及两个步骤：
表面碳主要以碳酸盐的形式通过俯冲在海沟中的洋板带进入深层。
然后，碳通过地幔融化和火山岩浆脱气过程以二氧化碳(CO 2)的形式返回大气。
长期以来，科学家一直怀疑这种碳的部分熔融块广泛分布在整个地球的地幔中。
他们还没有完全了解它们可能会发现到地幔中的深处，还是该材料的地质缓慢运动如何促进表面碳循环，这对于生命本身是必不可少的。
深层碳与气候变化的联系
“表面和深层内部之间的碳循环对于长期保持地球气候处于可居住区域至关重要，这意味着亿万年，”艺术学院地球化学和矿物物理学教授James Van Orman说。凯斯·西储(Case Western Reserve)的研究与科学，以及该研究的作者，最近发表在《美国国家科学院院刊》上。
“现在，我们对碳的表面储层有了很好的了解，但对深层内部碳储量的了解却少得多，这对于碳的循环也至关重要。”
范奥曼说，这项新的研究表明-基于碳酸盐熔体声学特性的实验测量，并将这些结果与地震数据进行比较-可能有小部分碳酸盐熔体(不到1%的十分之一)存在于整个地幔中，深度约为180-330公里。
范奥曼说：“基于这一推论，我们现在可以估算出上地幔深部的碳浓度，并推断出该储层中含有大量的碳，是地球大气中碳质量的10,000倍以上。”
Van Orman说，这很重要，因为由于与大气交换，在这个大型储层中存储的碳量的逐渐变化可能会对大气中的CO 2产生相应的影响，从而对长期的气候变化也有相应的影响。
本文的第一作者是徐曼，他在博士学位期间做了很多工作。是Case Western Reserve的学生，现在是芝加哥大学的博士后。
该项目的其他参与者来自佛罗里达州立大学，芝加哥大学和中国深圳的南方科技大学(SUSTech)。
解释地震波速度差异
该研究还为地震学，特别是深地研究提供了启示。
地质学家更好地了解内部深处的一种方法是测量地震产生的地震波(快速移动的压缩波和较慢的剪切波)如何穿过地球各层。
科学家们一直想知道为什么两种地震波(P波和S波)之间的速度差会在距地球约180至330公里的深度处达到峰值。
富含碳的熔体似乎回答了这个问题：少量的这些熔体可能分散在整个深部上地幔中，并且可以解释速度的变化，因为波浪在熔体中的移动方式不同。
