卡內(nèi)基(Carnegie)的喬納森·塔克(Jonathan Tucker)和彼得·范·凱肯(Peter van Keken)以及牛津大學(xué)的同事最近發(fā)表在《地球化學(xué)，地球物理學(xué)，地球系統(tǒng)》上的工作表明，地球地幔的構(gòu)成比以前想象的更多。

在演化過(guò)程中，我們的星球分成了不同的層-核心，地幔和地殼。每個(gè)層都有自己的成分，這些層與相鄰層相互作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程可以使我們了解地球的地質(zhì)歷史。

板塊構(gòu)造過(guò)程使地殼不斷演化，并在我們星球的宜居性中發(fā)揮關(guān)鍵作用。地球有兩種構(gòu)造板塊：那些擁有大陸生存了數(shù)十億年的板塊，以及大部分被海洋覆蓋的板塊。海洋板塊是由當(dāng)板塊分開(kāi)時(shí)發(fā)生的地幔物質(zhì)向上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。它們?cè)诖箨懓鍓K下面滑動(dòng)并返回地幔而被破壞，這一過(guò)程也形成了新的大陸殼。

塔克解釋說(shuō)：“地幔的化學(xué)成分受大陸形成的影響，地球科學(xué)家可以讀取這一過(guò)程留下的化學(xué)標(biāo)記。”

例如，在地殼巖石中發(fā)現(xiàn)的某些元素不能與地幔的礦物很好地發(fā)揮作用。當(dāng)大陸地殼的形成將這些元素從地幔中抽出時(shí)，它們會(huì)留下耗盡的殘留物，就像從斯諾錐(Sno-Cone)中吸取果汁并僅留冰一樣。這被稱為地殼提取，通常被認(rèn)為會(huì)產(chǎn)生易于在巖石中發(fā)現(xiàn)和識(shí)別的“疤痕”。它還在地幔中留下了耗盡這些特定元素的不同區(qū)域。

塔克解釋說(shuō)：“長(zhǎng)期以來(lái)，這些化學(xué)疤痕都是結(jié)皮形成的產(chǎn)物。” “但是地幔的不可及性意味著很難確定僅使用巖石和礦物樣品就可以。”

為了探究地幔中這些貧乏儲(chǔ)層的起源問(wèn)題，塔克，范·科肯和他們的牛津大學(xué)同事羅斯瑪麗·瓊斯和克里斯·巴倫丁開(kāi)發(fā)了一個(gè)新模型，該模型表明了“疤痕形成”過(guò)程中螯合了不相容元素的過(guò)程。其余的地幔不僅發(fā)生在地殼中，而且獨(dú)立地發(fā)生在深部地幔中，這要?dú)w功于一直沿舊的海洋板塊被完全拉下。

塔克總結(jié)說(shuō)：“我們的工作表明，確定地幔組成的過(guò)程比我們以前認(rèn)為的要復(fù)雜得多。”